Astronomové ohlásili průlomový objev. První černá díra, kterou lidstvo vyfotilo, rotuje

• Rotující černá díra? Jedna taková leží 55 milionů světelných let od Země
• M87* je 6,5 miliardkrát hmotnější než Slunce

Vědci zjistili, že supermasivní černá díra M87*, jejíž fotografie v roce 2019 oblétla svět a způsobila pozdvižení, rotuje. Pokud jde o to, jak rychle, tak to zatím nikdo netuší.

Nepřehlédněte: Nový iPhone 15 Pro Max má až druhý nejlepší fotoaparát na světě. Nestačí na „zakázaný“ Huawei

První vyfocená černá díra

Již dvacet let sleduje síť radioteleskopů černou díru, která se nachází v srdci galaxie Messier 87 (M87) ve vzdálenosti asi 55 milionů světelných let od Země v souhvězdí Panny.

Vědecké aparáty zaujal zejména silný proud záření a částic vycházející z pólů černé díry a podle nových výsledků se zdá, že tento relativistický proud kmitá jako kyvadlo v jedenáctiletém cyklu. Vědci tvrdí, že je to způsobeno gravitačními interakcemi mezi rotující černou dírou, která je asi 6,5 miliardkrát hmotnější než Slunce, a diskem materiálu kolem ní, což dokazuje, že M87* rotuje.

Samotná přímá pozorování černé díry M87* byla provedena v roce 2019 pomocí radioteleskopu Global Millimetre VLBI Array (GMVA), který sestává ze 14 radioteleskopů v Evropě a Severní Americe.

Do pozorování byla zapojena i dvě další zařízení: Greenland Telescope (GLT) v Grónsku a Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), skládající se z 66 antén v chilské poušti Atacama.

Na snímku, který vědci v dubnu roku 2019 zveřejnili, byl patrný jasný světelný kruh, který tvoří světlo zahnuté silnou gravitací kolem černé díry – M87* na fotografii vypadá jako oranžová kobliha.

Z nejnovějších pozorování vyplývá, že tato černá díra rotuje. Vědec Cui Yuzhu z laboratoře Zhejiang v Číně říká, že tým shromažďoval informace o M87* ve vysokém rozlišení po dobu dvou desetiletí a následně musel provést jejich důkladnou analýzu, než získal klíčové informace. Stručně řečeno, byl to běh na dlouhou trať.

Podle nové studie mění mohutné výtrysky hmoty vycházející z černé díry svůj směr zhruba jednou za 11 let o 10 stupňů. Naměřené výsledky jsou tak v souladu s teoretickými simulacemi na superpočítačích a podle vědců mohou pomoci objasnit, jak černé díry vznikají a vyvíjejí se do podoby gigantických hladových monster.

Zásadní vědecký objev

V roce 2019 astronomové pozorovali kolísající výtrysky z jiné černé díry mnohem blíže k nám, nacházely se asi 8 000 světelných let od Země. Tyto jety se kývaly v časových úsecích pouhých několika minut, což doposud představuje nejrychlejší oscilace tohoto druhu pozorované astronomy.

Pro srovnání, nejnovější data ukazují, že výtrysky z M8*7 se řídí mnohem delším časovým rámcem. Stále však odpovídají předpovědím, které učinil Einstein ve své přelomové obecné teorii relativity.

Podle této teorie je rotující černá díra natolik hmotná, že vtahuje okolní strukturu prostoru a času dovnitř v takzvaném tahu rámců. Tento efekt dobře popisuje studie, protože osa rotace černé díry není dokonale zarovnaná s osou rotace okolního akrečního disku, ze kterého černá díra nasává hvězdný materiál. To způsobuje, že výtrysky černé díry se mírně kývají, což bylo v nové studii prokázáno.

Konkrétní procesy, které způsobují rotaci černých děr, nejsou příliš dobře známy. Jedna z hlavních teorií však předpokládá, že menší černé díry vznikají tak, že se živí hvězdnou hmotou prostřednictvím akrečního disku, což způsobuje jejich rychlou rotaci. Předpokládá se, že v průběhu věků se srazí a nakonec splynou a vytvoří supermasivní černé díry.

Zdroj náhledové fotografie: NASA, zdroj: The Space, Eurekalert, Nature