30 Aug
V poslednom desaťročí sa v astronómii dosiahli veľké pokroky, takže by bolo ťažké vyzdvihnúť nejaký jeden konkrétny na úkor ostatných. Ale predsa len by sa dal spomenúť jeden, ktorý stojí v pomyselnom rebríčku niekde navrchu. Ide o prácu Andrey Ghez(ovej) (UCLA, USA) a jej kolegov, ktorí zmerali hmotnosť centrálnej čiernej diery našej Mliečnej cesty. Zistili, že monštrum v jadre našej Galaxie má hmotnosť 4,1 milióna hmotností Slnka s chybou +/- 0,6 milióna slnečných hmotností. Ak uvažujeme, že táto čierna diera sa nepohybuje voči zvyšku Galaxie (a na opačné tvrdenie dôkaz nemáme) jej hmotnosť stúpne na 4,5 milióna hmotností Slnka s chybou +/- 0,4 milióna. Tento posledný výsledok má väčší význam než predchádzajúce merania uskutočnené Ghezovej tímom a Európskou skupinou vedenou Reinhardom Genzelom (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Nemecko). Čierna diera s touto hmotnosťou má priemer 0,1 astronomickej jednotky (t.j. 15 miliónov km). Prečo je toto meranie tak prekvapivé? Jadro Mliečnej cesty je od nás vzdialené asi 27 000 svetelných rokov a je skryté za hrubými oblakmi plynu a prachu, ktoré ležia pozdĺž nášho zorného lúča. Ako teda zmerať hmotnosť neviditeľného objektu vzdialeného desiatky tisíc svetelných rokov od Zeme, keď je ešte aj zakrytý pred našimi pohľadmi? Ghezová a jej tím zapriahli do tohto merania všetky vymoženosti modernej astronómie: skutočne obrie ďalekohľady, detektory pre infračervené žiarenie a relatívne novú technológiu adaptívnej optiky. A samozrejme potrebovali ešte 
aj kus trpezlivosti. V posledných desiatich rokoch pozorovali galaktické centrum pomocou oboch 10-metrových Keckových ďalekohľadov na Mauna Kea na Havaji. Keckove teleskopy im dali svojou obrovskou zbernou plochou možnosť zaznamenať hviezdy aj v blízkosti galaktického jadra. Pozorovali na vlnových dĺžkach infračerveného žiarenia, ktoré preniká hrubými oblakmi plynu a prachu. Naviac použili systém adaptívnej optiky, významne zostrujúci obraz, ktorý v sebe zahŕňa umelú hviezdu generovanú laserom a pružné, deformovateľné zrkadlá na kompenzáciu kmitania obrazu spôsobeného zemskou atmosférou. Spojenie týchto metód umožnilo tejto skupine vedcov rozlíšiť desiatky jednotlivých hviezd v blízkosti galaktického jadra. Je až neuveriteľné, že tím astronómov bol schopný sledovať dráhové pohyby niekoľkých týchto hviezd po
čas viac než desiatich rokov a vytvoriť si animáciu týchto pohybov. Pred 25 rokmi by to astronómovia pokladali za mágiu. Umožnila to vysoká hmotnosť centrálnej čiernej diery Mliečnej cesty, nazývanej aj Sagittarius A* (vyslovme A s hviezdičkou, Sagittarius = lat. Strelec, čo je súhvezdie do ktorého sa jadro Galaxie pri pohľade zo Zeme premieta). Čokoľvek, čo obieha blízko tak hmotného objektu sa pohybuje po svojej dráhe skutočne veľmi rýchlo. Tieto hviezdy víria okolo centrálnej čiernej diery rýchlosťami prekračujúcimi 4500 km/s (asi 16 miliónov km/h). Jedna z hviezd, označená S0-2, sa pohybuje dokonca rýchlosťou takmer 8000 km/s. Pomocou jednoduchých fyzikálnych zákonov potom Ghezová so svojim tímom mohla použiť tieto obežné rýchlosti hviezd na výpočet hmotnosti centrálneho objektu, pod účinkom gravitácie ktorého sa tieto hviezdy pohybujú. Vzali do úvahy i rôzne efekty, ako napr. chyby v polohách hviezd, ktoré boli v predchádzajúcich prácach zanedbávané. Okrem spresnenia hmotnosti centrálnej čiernej diery našej Galaxie, pomohli tieto pozorovania spresniť aj vzdialenosť jadra Mliečnej cesty: 27 400 svetelných rokov, s chybou +/- 1300 svetelných rokov. Tento astronomický tím nezistil, že by táto centrálna čierna diera obiehala okolo spoločného ťažiska s nejakým objektom. To svedčí v prospech vyššej hmotnosti čiernej diery a táto vyššia hmotnosť je v súlade aj s predpoveďami založenými na známom vzťahu medzi hmotnosťou supermasívnych čiernych dier v jadrách galaxií a celkovou hmotnosťou ich centrálnych oblastí, tzv. výdutí (angl. „bulge").
aj kus trpezlivosti. V posledných desiatich rokoch pozorovali galaktické centrum pomocou oboch 10-metrových Keckových ďalekohľadov na Mauna Kea na Havaji. Keckove teleskopy im dali svojou obrovskou zbernou plochou možnosť zaznamenať hviezdy aj v blízkosti galaktického jadra. Pozorovali na vlnových dĺžkach infračerveného žiarenia, ktoré preniká hrubými oblakmi plynu a prachu. Naviac použili systém adaptívnej optiky, významne zostrujúci obraz, ktorý v sebe zahŕňa umelú hviezdu generovanú laserom a pružné, deformovateľné zrkadlá na kompenzáciu kmitania obrazu spôsobeného zemskou atmosférou. Spojenie týchto metód umožnilo tejto skupine vedcov rozlíšiť desiatky jednotlivých hviezd v blízkosti galaktického jadra. Je až neuveriteľné, že tím astronómov bol schopný sledovať dráhové pohyby niekoľkých týchto hviezd počas viac než desiatich rokov a vytvoriť si animáciu týchto pohybov. Pred 25 rokmi by to astronómovia pokladali za mágiu. Umožnila to vysoká hmotnosť centrálnej čiernej diery Mliečnej cesty, nazývanej aj Sagittarius A* (vyslovme A s hviezdičkou, Sagittarius = lat. Strelec, čo je súhvezdie do ktorého sa jadro Galaxie pri pohľade zo Zeme premieta). Čokoľvek, čo obieha blízko tak hmotného objektu sa pohybuje po svojej dráhe skutočne veľmi rýchlo. Tieto hviezdy víria okolo centrálnej čiernej diery rýchlosťami prekračujúcimi 4500 km/s (asi 16 miliónov km/h). Jedna z hviezd, označená S0-2, sa pohybuje dokonca rýchlosťou takmer 8000 km/s. Pomocou jednoduchých fyzikálnych zákonov potom Ghezová so svojim tímom mohla použiť tieto obežné rýchlosti hviezd na výpočet hmotnosti centrálneho objektu, pod účinkom gravitácie ktorého sa tieto hviezdy pohybujú. Vzali do úvahy i rôzne efekty, ako napr. chyby v polohách hviezd, ktoré boli v predchádzajúcich prácach zanedbávané. Okrem spresnenia hmotnosti centrálnej čiernej diery našej Galaxie, pomohli tieto pozorovania spresniť aj vzdialenosť jadra Mliečnej cesty: 27 400 svetelných rokov, s chybou +/- 1300 svetelných rokov. Tento astronomický tím nezistil, že by táto centrálna čierna diera obiehala okolo spoločného ťažiska s nejakým objektom. To svedčí v prospech vyššej hmotnosti čiernej diery a táto vyššia hmotnosť je v súlade aj s predpoveďami založenými na známom vzťahu medzi hmotnosťou supermasívnych čiernych dier v jadrách galaxií a celkovou hmotnosťou ich centrálnych oblastí, tzv. výdutí (angl. „bulge"). RNDr. Zdeněk Komárek
Koľko váži čierna diera v jadre našej Mliečnej cesty?
Dátum: 30.08.2008
Kategória: Zo sveta