Osm radioteleskopů spojilo síly, aby detailně vyfotily okolí černé díry

Vědci a instituce podílející se na programu Event Horizon Telescope (EHT), kterým se v roce 2019 podařilo získat historicky první snímek černé díry, zveřejnili nový pohled na tento extrémně hmotný objekt ležící ve středu galaxie M87.

Záběr objektu vzdáleného 55 milionů světelných let od Země zachycuje velmi blízké okolí černé díry v polarizovaném záření, což se astronomům podařilo pozorovat vůbec poprvé. Vědci tak získali nedocenitelné informace o vlastnostech zdejšího magnetického pole, které jsou klíčové pro vysvětlení procesů, jakými galaxie M87 vytváří výtrysky vysoce energetických částic proudících z jejího jádra.

„Nyní máme k dispozici další důležité informace, abychom pochopili, jak vypadá magnetické pole v okolí černé díry a jakým způsobem aktivita v takto kompaktní oblasti prostoru pohání mohutné výtrysky, které se táhnou z jádra daleko za hranice této galaxie,“ říká astronomka Monika Mościbrodzka, která vedla část tohoto výzkumu.

Pohled na galaxii M87, její výtrysk a černou díru ve viditelném světle a polarizovaném záření
Zdroj: ESO

Před dvěma lety, 10. dubna 2019, byl zveřejněn první snímek černé díry v historii, který zachycuje jasnou prstencovou strukturu a tmavou centrální oblast – takzvaný stín černé díry. Od té doby se vědci sdružení ve skupině EHT collaboration snaží o podrobnější analýzu dat o tomto superhmotném objektu v srdci galaxie M87 získaných již během roku 2017. Zjistili, že značná část záření přicházejícího z okolí černé díry je polarizovaná.

„Tato práce představuje významný milník: Polarizace záření nese informace, které umožňují lépe pochopit fyzikální procesy skrývající se za záběrem publikovaným v dubnu 2019, a to dosud možné nebylo,“ vysvětluje vědec Iván Martí-Vidal. „Zpracování nového záběru v polarizovaném záření si vyžádalo roky práce, protože metody získání a analýzy těchto dat jsou mimořádně komplikované.“

Polarizované záření

K polarizaci elektromagnetického záření dochází buď s použitím filtrů, jako například u skel slunečních brýlí, nebo v případě, že záření emituje velmi horká látka ovlivňovaná magnetickým polem. A stejně jako sluneční brýle s polarizačními skly umožňují redukovat odrazy od lesklých povrchů, mohou astronomové vylepšit svůj pohled na oblast v okolí černé díry tím, že zjistí, jak je odsud pocházející záření polarizováno. Přesněji řečeno, polarizace vědcům umožňuje mapovat strukturu siločar magnetického pole na samotném okraji černé díry.

Umělecká představa černé díry v centru M87
Zdroj: ESO

„Tento nový záběr obsahující informaci o polarizaci záření je klíčem k pochopení procesů, jakým magnetické pole umožňuje černé díře pohlcovat hmotu a vytvářet mohutné výtrysky,“ vysvětluje člen skupiny EHT collaboration Andrew Chael.

Jasné výtrysky vystupující z jádra M87 se táhnou minimálně pět tisíc světelných let od jejího středu a jsou jedním z nejzáhadnějších útvarů této galaxie. Většina hmoty, která se ocitne v blízkosti černé díry, je vtažena dovnitř. Určité množství částic s vysokou energií však může uniknout těsně před pohlcením a je vypuzeno daleko do okolního prostoru v podobě nápadných výtrysků – jetů.

Messier 87 v dalekohledu ESO/VLT
Zdroj: ESO

Aby astronomové lépe pochopili tento proces, vytvořili řadu různých modelů chování hmoty v blízkosti černé díry. Stále však přesně nevědí, jakým způsobem centrum galaxie – velikostí srovnatelné se Sluneční soustavou – produkuje jety, které dosahují délky porovnatelné s celou galaxií, a ani to, jak přesně hmota do černé díry padá. Díky novému zpracování snímku černé díry a jejího stínu v polarizovaném záření se astronomové poprvé mohou podívat do oblasti v těsné blízkosti horizontu událostí, kde se rozhoduje o tom, zda hmota bude pohlcena, nebo vyvržena pryč.

Síla magnetického pole černé díry

Nově zpracovaná data poskytují informaci o struktuře magnetického pole na samotném okraji černé díry. A členové týmu na jejich základě zjistili, že pouze ty teoretické modely, které počítají s hmotou v silném magnetickém poli, mohou vysvětlit struktury, které jde pozorovat poblíž horizontu událostí.

„Pozorování naznačují, že magnetické pole na okraji černé díry je dostatečně silné na to, aby vytlačilo horký plyn zpět a pomohlo hmotě odolat síle gravitace. Pouze plyn, který sklouzne podél magnetického pole, může po spirále sestoupit až k samotnému horizontu událostí,“ vysvětluje astronom Jason Dexter.

Galaxie M87 v souhvězdí Panny
Zdroj: ESO

Spolupráce teleskopů

Kvůli pozorování srdce galaxie M87 bylo v rámci mezinárodní spolupráce propojeno osm radioteleskopů po celém světě – mezi nimi také ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) v severním Chile, jejichž evropským partnerem je ESO (European Southern Observatory). Vznikl tak virtuální teleskop EHT o rozměrech srovnatelných se Zemí. Působivé rozlišení dosažené pomocí EHT by umožnilo měřit ze Země velikost kreditní karty ležící na povrchu Měsíce. 

Uspořádání teleskopu EHT umožnilo vědcům přímo pozorovat stín černé díry a světelný prstenec kolem něj. Nový záběr v polarizovaném záření jasně ukazuje, že v prstenci je přítomné magnetické pole. Výsledky byly pod hlavičkou EHT colaboration publikovány ve dvojici samostatných článků ve vědeckém časopise Astrophysical Journal Letters. Výzkum provádělo přes 300 vědců z řady organizací a univerzit celého světa. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Letošní rok byl pro švýcarské ledovce devastující, uvádí zpráva

Rok 2026 byl pro švýcarské ledovce devastující, roztálo více než pět procent jejich objemu. Ve zprávě zveřejněné ve čtvrtek to uvádějí vědci ze švýcarské glaciologické sítě GLAMOS. V historii měření zaznamenali odborníci větší úbytek než letos jen v roce 2022, kdy odtálo šest procent objemu ledovců.
před 51 mminutami

Vydavatel: AI nejprve nahradí překladatele a ilustrátory

Šéfredaktor nakladatelství Tänapäev řekl estonskému ERR, že původní rukopisy vytvořené pomocí umělé inteligence (AI) jsou stále vzácné, ale že tato technologie už pronikla do překládání a ilustrací.
před 3 hhodinami

„Věčný“ sníh z vrcholků hor na Nové Guineji může zmizet do dvou let

V indonéské části ostrova Nová Guinea rychle mizí poslední zbytky „věčného sněhu“ z vrcholů hor nedaleko rovníku. Úbytek tamních ledovců je výrazným příkladem dopadů klimatických změn a dle odhadů expertů by tamní ledovce mohly do jednoho až dvou let zmizet úplně. Ještě před sto lety přitom pokrýval sníh a trvalý led všechny čtyři hlavní vrcholy 300 kilometrů dlouhého pohoří Sudirman, napsal server BBC.
před 23 hhodinami

Vláda USA hodlá rozvolnit normy pro efektivitu aut, aby ceny vozů klesly

Americké ministerstvo dopravy oznámilo, že dokončilo předpis, který má zvrátit normy pro efektivitu automobilů schválené za vlády předchozího prezidenta USA Joea Bidena. Současná vláda si od toho slibuje, že cena vozů pro koncové spotřebitele klesne. Část expertů ale varuje, že změny mohou poškodit postavení amerických automobilek na světovém trhu.
včera v 10:34‌‌

Pravěká svatyně Göbekli Tepe zřejmě nebyla spojená s kultem lebek

Archeologové oznámili, že našli vysvětlení, proč se v nejstarším kamenném sídle světa nacházelo tolik lidských ostatků. Příčina je podle nich mnohem méně romantická než různé kulty smrti, o nichž se spekulovalo.
29. 9. 2026‌‌

Vídeňští vědci testují na orbitě kvantový počítač

Kvantové počítače by mohly lidstvu vyřešit spoustu jeho problémů. Na oběžné dráze mohou například zjednodušit a posílit posílání informací přes satelity. Už rok to testuje skupina expertů z Vídeňské univerzity, která se pokouší tuto technologii zkoušet v těch nejobtížnějších podmínkách.
29. 9. 2026‌‌

Vědci vytvořili kopii oceánu Enceladu a vypustili tam pozemské mikroorganismy

Na Saturnově měsíci Enceladu by pod ledovým příkrovem, v tamním hlubokém oceánu, mohly přežívat i pozemské organismy. Potvrdil to experiment berlínských vědců, kteří se pokusili napodobit co nejpřesněji tamní podmínky.
29. 9. 2026‌‌

Loď Starship se z oběžné dráhy vrátila na Zemi

Kosmická loď Starship se poprvé dostala na oběžnou dráhu a následně se vrátila na Zemi, uvedla společnost SpaceX. Kvůli problému s jedním z motorů firma první orbitální let o několik hodin zkrátila, píše server BBC News. Během čtrnáctého zkušebního letu měla loď šestkrát obletět Zemi. Předtím úspěšně vypustila satelity služby Starlink.
28. 9. 2026Aktualizováno28. 9. 2026‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.