Myslel jsem, že se pletu, říká astronom Norbert Werner o objevu kosmické exploze

TLDR verze: Extrémní konzumace místní černé díry nejspíše měla za následek také extrémní „explozi“ do jejího okolí. Pozoruhodný objev odhalil slovenský astronom Norbert Werner působící v Brně. Studie tu.

Kráter větší než galaxie

To jste takhle astrofyzik a díváte se na pořádně velký shluk plynu kdesi v kosmických dálavách pardon v nadkupě galaxií v souhvězdí Hadonoše, a přijde vám, jakoby její okraj něco uhryzlo jako sušenku. Být to menší objekt, řeknete si asi ‚sakra to musela být vedle nějaká šlupa a já teď vidím okraj rázové vlnu exploze, vlastně takový „kráter“ v okolním plynu‘. Ale protože jste zkušený a znalý vědátor, dodáte si pod vousy ‚No to je ale blbost, protože takhle velké šlupy prostě ve vesmíru nepozorujeme ani ze supermasivních černých děr.‘

Jenže možnost Bé je skutečně správně – a objevil ji 2016 slovenský astronom Norbert Werner, který tento objekt sledoval pomocí Chandra XRay Observatory v rentgenové spektru. Možná si pamatujete, že jiní popularizátoři tenhle výsledek „druhé největší známé exploze po Velkém třesku“ oznámili už dva týdny nazpět. Norbert, nyní pracující jako docent na @Masarykova Univerzita Brno, měl ale minulý týden přednášku v rámci cyklu Pátečníci spolku Sisyfos, a já tak chtěl s popisem téhle studie počkat, než ho stáhnu na kus řeči. Celý rozhovor najdete tady nebo vespod článku.  

„To byl vlastně objev, který jsem udělal a zamítl,“ říká mi Norbert s tím, že ačkoliv si struktury povšiml, následné výpočty naznačovaly, že by musela vzniknout příliš rozměrnou explozí – což mu nepřipadalo pravděpodobné. „Jak by tam byla takto velká bublina, na nafouknutí by potřebovala tolik energie, že by ta černá díra musela pozřít minimálně 270 milionů hmotností Slunce.“ Právě to se však později potvrdilo, když na Norbertova „zavrhnutá“ data sedli další výzkumné týmy.

Na obrázku může být: text

Cesta tam a zase zpět

Pro Norberta to již tehdy byla zajímavá kulminace vědecké dráhy. „Já se o astronomii zajímám úplně od malička,“ říká, „Když jsem byl malý, otec mi namísto pohádek ukazoval Edwina Aldrina a Neila Armstronga na Měsíci. Stále mě fascinovalo, že… Jako dítě se člověk podívá na Měsíc a říká si ‚Tam někdo chodil? Vždyť je to celé kulaté'“ To v člověkovi vzbudí takový úžas – nad celým světem.“ Dalším krokem bylo i širší zázemí – Norbert pochází ze slovenské Rožnavy a jeho věty jsou to češtiny „přeloženy“.

V Rožnavě každopádně docházel na místní lidovou hvězdárnu… To časem vedlo ke studiu na univerzitě Pavla Josefa Šafárika v Košicích, přestup do Holandska a poté skrze grant NASA do USA na Stanford. Nelze tedy rozhodně říct, že by neměl na své vědecké pažbě už dost jiných zářezů. Po osmi letech za Velkou louží to prý už ale chtělo změnu. „Potom jsem se rozhodl vrátit a založil jsem si vědecký tým v Budapešti,“ říká, „Ale od 1. července budu dělat čistě jen v Brně na plný úvazek.“

Věnovat se však bude i nadále studiu velkých nad-galaktických formací, které ho přivedly i na současný objev. Tyto nadkupy galaxií jsou takové poslední velké systémy ve vesmíru z hlediska škál, které spolu kamarádí skrze gravitaci. Obvykle se jedná o tisíce samostatných galaxií, plynu a temné hmoty (asi, že jo). Daná nadkupa v Hadonoše je vzdálená od Země (a naší galaxie) na 390 milionů světelných let.

To není úplně málo, uvážíme-li, že celá naše galaxie má v průměru kolem 120 tisíc světelných let. Ale není to ani zas tak strašně daleko, vzhledem k tomu, že známe (a pozorujeme) regiony vzdálené miliardy světelných let. Nehážu tu numery jenom kvůli tomu, aby se vám zamotala hlava – níže se ještě dostaneme k jejich pointě.

zdroj: Giacintucci et al.

„Druhý největší výbuch po Velkém třesku“

Další výzkum Norbertem objevené ukousnuté „bubliny“ byl už provedený pořádnou kolaborací vedenou Simonou Giacintucci z Naval Research Laboratory – a odhalil tak to podstatné. Výbuch totiž za sebou zanechal další stopy, avšak už pořádně „vychladlé“. Vědecky řečeno – vysokoenergetické rentgenové částice jsou sice pozorovatelné na čelu rázové vlny, ale až nízkoenergetické částice na úrovni rádiových vln ukázaly i zbytek šlupy. Vědátorka využila i starší data z Murchison Widefield Array v Austrálii, Diant Metrewave Radio Telescope v Indii a Very Large Array v Novém Mexiku a fakticky – je to tam!

Krásné mračna méně energetických částic, jako pozůstatky výbuchu směřující ke kraji rázové vlny!

zdroj: Adult Swim

A původ? No můžeme si být jistí, že to byla hmotu konzumující supermasivněsupermasivnísupevelkáčerná díra – protože nic menšího by takovou paseku neudělalo. Je tu však stále jedna záhada, protože když černá díra papá, zároveň vysílá přebytečnou energii – a tato se obvykle šíří ve dvou protilehlých směrech, čili ve směru polárních výtrysků (tzv „jetů“). Takže bychom měli vidět i bublinu takové energie na druhé straně – jenže to nevidíme. Výzkum jevu tedy poběží dále.

A nebude to výzkum jediný. Tahle megaexploze je totiž zatím jenom „největší známou“. Je dost pravděpodobné, že i v pozorovaném vesmíru (a co teprve mimo něj!) došlo na větší prdy. Zmiňuju to tu jenom kvůli tomu, abyste nechytali z tohoto kataklyzmatu obavy. Jsou totiž pravděpodobně i kataklyzmata větší! „Já si ale, že (podobných útvarů) objevíme mnohem víc,“ říká i Norbert, „Tím, že je nález tak blízký, tak nemůže být tak výjimečný – s další generací přístrojů jich zřejmě objevíme vícero.“

Teprve začínáme

Při pohledu na flák je dobré si připomenout, kolik toho studium černých děr v posledních dekádách objevil. Možná si vzpomenete na loňské foto černé díry – ale to je jenom pomyslným vrcholkem ledovce. „Ještě do 80., možná dokonce poloviny 90. let, byli astronomové, kteří nevěřili v existenci černých děr,“ říká, „Pamatuju se, jak jsem byl mladý student a dělal jsem korespondenční seminář z fyziky – takže jsem měl možnost jít na fyzikální soustředění. Vzali nás na jednu hvězdárnu. A tak jsem se zeptal jednoho pána astrofyzika ‚Můžete mi něco říct o černých dírách?‘ a on povídá ‚Černé díry neexistují, to je jenom výplod fantazie teoretických fyziků.“

Jak dále dodává, dnes už máme nezpochybnitelné důkazy existence černých děr různého typu. Záhady tím ale zdaleka neskončily. Teď pomiňme některá témata co do teoretického konstruktu černých děr – a pomiňme i zvláštní aktuální výbuch. V v astronomii nám černé díry obecně dělají trochu cosi zvláštního. Známe totiž černé díry stelární, které mají původce v hvězdách, a známe i supermasivní černé díry v jádrech galaxií. Je ale trochu zvláštní, že prakticky neznáme žádné objekty „mezi nimi“. Přitom logika by velela, že musejí existovat. Nějaké nápady, které to vysvětlují, sice máme, ale nejsou neprůstřelné.

„Představa zní, že ještě v tom úplně raném vesmíru neexistovalo nic jiného než vodík a hélium,“ říká, „Ty první hvězdy ve vesmíru tak měly několik stovek hmotnosti Slunce. Na konci jejich života (zřejmě) vznikly černé díry, které už byly relativně hmotné. Tyto první hvězd vznikly ve hvězdokupách, kde se posrážely. Bylo tu také hodně plynu, který černé díry požíraly.“ Modely jsou však zatím stále nedokonalé, a nejspíše uplyne ještě dlouhá doba – dlážděná i verifikací pozorování astronomů – než bude nad černými dírami, motory vesmíru, zase jasněji. Jak závěrem dodává Norbert Werner, „Ten vesmír je velký a je tam co objevovat!

[Jan „Jaron“ Tomaštík, Ladislav Loukota]

Celý rozhovor s Norbertem Wernerem spolu s dalšími pikanteriemi a informacemi najdete ve videu níže. Za zprostředkování díky cyklu Pátečníci spolku Sisyfos.

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze