Němečtí vědci zpřesnili odhadovanou hmotnost černé díry v centru naší Galaxie
Kolik přesně váží supermasivní černá díra v srdci naší Galaxie? Otáčí se? Chovají se objekty v její blízkosti přesně tak, jak očekáváme podle Einsteinovy obecné teorie relativity? Odpovědi na tyto otázky hledali vědci z Institutu Maxe Plancka
Pomocí interferometru VLTI na Evropské jižní observatoři astronomové pořídili nejhlubší a nejostřejší záběry okolí superhmotné černé díry v centru naší Galaxie, jaké jsou dnes k dispozici. Nové snímky přibližují střed Mléčné dráhy 20krát více, než bylo možné před VLTI, a umožnily odhalit v blízkosti černé díry dosud nezpozorovanou hvězdu. Precizním měřením drah jednotlivých hvězd ve středu Galaxie vědci získali údaje, které použili k zatím nejpřesnějšímu výpočtu hmotnosti černé díry.
Hvězdné rekordmanky
Při pátrání po hvězdách ležících v blízkosti černé díry vyvinuli vědci nové metody analýzy, které jim umožnily získat nejostřejší a nejhlubší záběry středu Galaxie, jaké máme zatím k dispozici. „VLTI nám poskytuje neuvěřitelné prostorové rozlišení a na těchto nových snímcích vidíme také slabší hvězdy než kdykoliv předtím. Žasneme nad detaily, pohybem a množstvím hvězd, které záběry okolí černé díry odhalují,“ popisuje vědecká pracovnice Julia Stadler z Institutu Maxe Plancka pro astrofyziku. Vědcům se podařilo identifikovat hvězdu, která dostala označení S300 a dosud pozorována nebyla, což je důkazem účinnosti použité metody, pokud jde o zachycení velmi slabých objektů v blízkosti Sagittarius A*.
Během posledních pozorování, která členové týmu prováděli od března do července 2021, se zaměřili na přesná měření polohy hvězd při jejich přibližování k černé díře. Podařilo se jim zaznamenat pohyb hvězdy s označením S29, která prošla nejbližším bodem dráhy na konci května 2021. Přiblížila se k černé díře na vzdálenost 13 miliard kilometrů (což je asi jen 90× více, než dělí Slunce a Zemi) a pohybovala se při tom rychlostí 8 740 kilometrů za sekundu. Dosud žádná hvězda nebyla pozorována při takto těsném přiblížení a v takto vysoké rychlosti.
Snímky hvězd v centru Galaxie (foto: ESO/GRAVITY collaboration, CC BY 4.0)
„Sledování hvězd na blízkých oběžných drahách kolem Sagittarius A* nám umožňuje detailně zkoumat gravitační pole kolem nejbližší superhmotné černé díry. Testovat předpovědi obecné teorie relativity a určovat vlastnosti černé díry,“ vysvětluje Rainhard Genzel, ředitel Institutu Maxe Plancka, který v roce 2020 získal za výzkum objektu Sagittarius A* Nobelovu cenu.
TIP: Pohyb hvězdy kolem superhmotné černé díry dává za pravdu Einsteinovi
Tato nová pozorování v kombinaci se staršími daty potvrdila, že hvězdy sledují dráhy přesně tak, jak popisuje teorie pro objekty pohybující se kolem černé díry o hmotnosti 4,3 milionu Sluncí. Jde o dosud nejpřesnější odhad hmotnosti centrální černé díry Mléčné dráhy. Vědci rovněž zpřesnili odhad vzdálenosti k objektu Sagittarius A* na 27 000 světelných let. Obě tyto hodnoty korespondují s dříve publikovanými údaji Andrey Ghezové z Kalifornské univerzity v Los Angeles, která v roce 2008 odhadla hmotnost Sgr A* na 4,1 až 4,5 milionů hmotností Slunce.
