SANQUIS - 2012/98 Černá díra uprostřed Galaxie

Rubriky:

Archivy SANQUIS

Archiv všech čísel

Archiv SANQUIS
ON-LINE listování

Sanquis ve formátu
PDF ke stažení

Klub SANQUIS

Užitečné odkazy

Podporujeme umění

Více z medicíny

Ze zahraničních serverů - archiv

Redakce

Černá díra uprostřed Galaxie

Petr Sobotka

SANQUIS č.98/2012, str. 42

Slunce i všechny hvězdy na nebi patří do obrovského hvězdného ostrova, kterému říkáme Galaxie. Hvězdy obíhají kolem jejího středu a vědce vždy zajímalo, co v něm je. V posledních letech máme přesvědčivé důkazy, že se tam schovává obrovská černá díra.

Hvězdný ostrov zvaný Galaxie
Naše Galaxie obsahuje odhadem 200 miliard hvězd a světlu trvá 100 000 let, než proletí napříč. Jde tedy o nepředstavitelně velkou soustavu hvězd a plynu. Při pohledu zvenku má tvar spirály a tak trochu připomíná vír vznikající při vypouštění vany. Když astronomové začali před dvěma sty lety měřit polohy hvězd, zjistili, že se některé pohybují. S nejnovější měřicí technikou dnes víme, že se pohybují úplně všechny, jde jen o tu hranici, kterou ještě dokážeme detekovat. A tak díky astronomickým pozorováním můžeme říct, že naše Země spolu se Sluncem a celou Sluneční soustavou obíhá kolem středu naší Galaxie. Není to nijak závratný pohyb v tom smyslu, že jeden oběh trvá asi 250 milionů let. Od vyhynutí dinosaurů tak uběhla asi čtvrtina této doby, které se říká galaktický rok. A za celou dobu své existence Slunce stačilo oběhnout jen asi 21krát. I když se zdá, že jde o pohyb pomalý, ve skutečnosti se tak děje rychlostí 220 kilometrů za sekundu. Touto rychlostí byste obletěli zeměkouli za pouhé tři minuty.

Mléčná dráha
Astronomové se dlouho snažili vypátrat, co se to skrývá uprostřed naší Galaxie. Zajímalo je, kolem čeho všechny ty hvězdy obíhají. Bohužel odpověď se hledala těžko a dá se říct, že sama Galaxie v tom bránila. Když se podíváte v noci na oblohu a budete daleko od města, spatříte tam stříbřitý pás, zvaný Mléčná dráha. To není nic jiného než naše Galaxie při pohledu zevnitř. Naše Slunce se totiž nachází asi ve dvou třetinách vzdálenosti od centra Galaxie, takže jinou možnost, než se dívat na Galaxii zevnitř, nemáme. V místě, kde je Mléčná dráha nejhustší, se nachází její střed. A to je právě ta potíž. Je to místo plné mezihvězdného plynu a prachu, kterým světlo téměř neproniká. Je to, jako bychom se dívali na střed Galaxie skrz mlhu nebo hustou oblačnost. Teprve ve dvacátém století se podařilo nahlédnout pod tento kosmický závoj.

Nejhustší část Mléčné dráhy skrývá střed Galaxie

Co je uprostřed?
Závoj plynu a prachu sice nepropouští viditelné světlo, ale záření jiných vlnových délek ano. Když do středu Galaxie zamířili astronomové roku 1974 radioteleskopy, zjistili, že tam září velice silný zdroj radiového záření na dlouhých vlnových délkách. Na témže místě později potvrdily zdroje i kosmické družice sledující vesmír v záření rentgenovém nebo gama. Záhadou bylo, proč záření z centra Galaxie není stále stejné, ale mění se, někdy velmi rychle, jindy pomalu. Mezitím byly podobné zdroje záření objeveny v centrech dalších desítek a stovek galaxií a začal sílit názor, že je třeba za aktivitou jader galaxií hledat černé díry.

Černá díra
Pod pojmem černá díra rozumíme těleso s tak silným gravitačním polem, že z něho nedokáže odletět ani světlo, jehož rychlost je ve vesmíru největší. Černých děr je několik druhů, kromě teoretických mikroděr existují hvězdné černé díry vznikající z velmi hmotných hvězd nebo galaktické černé díry vznikající v centrech galaxií. Protože černou díru nemůže opustit ani světlo, ani žádná hmota, nedají se přímo pozorovat.
Naštěstí pro astronomy tyto černé díry vyvolávají záření v materiálu, který do nich padá. To je případ i obří černé díry v jádru naší Galaxie. Zmíněná proměnnost radiového, rentgenového a gama záření je způsobena především tím, jak černá díra strhává látku ze svého okolí. Důvodů záření látky je víc, ale pro jednoduchost si to můžeme představit tak, že se plyn třením zahřívá a svítí. Vždy když černá díra zazáří, můžeme si být jisti, že do ní něco spadlo.

Důkazy obří černé díry
Podezření astronomů, že v jádru Galaxie sídlí velká černá díra, se potvrdilo teprve v posledních letech. Sice přímo černou díru stále nevidíme, ale důkazy jsou vidět takřka na vlastní oči. V těsné blízkosti galaktické černé díry se totiž nachází několik hvězd, které jsou donuceny rychle kolem černé díry obíhat. Díky Hubbleovu kosmickému dalekohledu a evropskému Velmi velkému dalekohledu v Chile se podařilo po několik let pečlivě měřit polohu těchto hvězd a sestavit tak vlastně video jejich pohybu. Pak už jen stačilo použít obyčejné pohybové zákony, které formuloval už Johanes Kepler a vypočítat tak základní a hlavní vlastnost naší černé díry – její hmotnost. Kdybychom naši galaktickou černou díru posadili na pomyslnou váhu, vážila by stejně jako čtyři miliony Sluncí.

Černá díra požírá i planetky
Jak se neustále zlepšuje pozorovací technika, daří se pozorovat střed naší Galaxie ve stále větším detailu. Hvězdy obíhající obří černou díru jsou poměrně v bezpečí, i když ta nejbližší z nich vždy prosviští kolem černé díry každých patnáct let rychlostí asi 5 milionů kilometrů v hodině! Do černé díry neustále proudí chladný plyn, který občas zazáří.
Ale jak se ukázalo, není to všechno. Velmi zajímavý objev se v současné době povedl kosmickému rentgenovému dalekohledu Chandra. Ten pozoroval krátké, téměř každodenní záblesky. Jenže co je způsobuje? Evropští vědci nedávno vypočítali, že jsou to planetky. Když se přiblíží planetka k černé díře na vzdálenost menší jak vzdálenost Země od Slunce, slapové síly ji rozdrtí na malé úlomky. Ty pak padají do černé díry, třením se velmi rychle vypařují, protože musí odolávat proudu z hustých a horkých plynů v okolí černé díry. Právě v těchto okamžicích je uvolňováno silné množství energie, které zaznamenala družice Chandra. Vědci odhadují, že černou díru obklopuje řádově několik stovek bilionů planetek. Ještě nedávno nikoho ani nenapadlo, že bychom dokázali tyto kosmické kameny sledovat na tak obrovskou vzdálenost. Přispělo k tomu až nynější sledování obří černé díry v jádru naší Galaxie.