Astronomové sledovali pohyb hvězd kolem černé díry v centru Galaxie

Precizním měřením drah jednotlivých hvězd ve středu Galaxie vědci získali údaje, které použili k zatím nejpřesnějšímu výpočtu hmotnosti černé díry.

„Chceme se dozvědět více o černé díře ve středu Mléčné dráhy, objektu označovaném Sagittrius A*. Kolik přesně váží? Otáčí se? Chovají se objekty v její blízkosti přesně tak, jak očekáváme podle Einsteinovy obecné teorie relativity? A nejlepší způsob, jak na tyto otázky odpovědět, je sledovat hvězdy, jak obíhají blízko černé díry. My v této práci ukazujeme, že jsme schopni tato měření provádět s ještě vyšší přesností, než bylo dosud možné,“ vysvětluje Reinhard Genzel, ředitel Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, který v roce 2020 získal za výzkum objektu Sagittarius A* Nobelovu cenu.

Související

Radek Chlup

Komety mohou vznikat i ve větších vzdálenostech od…

Radek Chlup

NASA spustila novou generaci systému pro monitoring…

Poslední výsledky týmu pod vedením Reinharda Genzela, které dále rozšiřují třicet let trvající výzkum hvězd obíhajících superhmotnou černou díru ve středu Galaxie, byly oznámeny ve dvojici článků publikovaných ve vědeckém časopise  Astronomy & Astrophysics.

Při pátrání po dalších hvězdách ležících v blízkosti černé díry členové týmu známého jako ‚GRAVITY collaboration‘ vyvinuli nové metody analýzy, které jim umožnily získat nejostřejší a nejhlubší záběry středu Galaxie, jaké máme zatím k dispozici. „VLTI nám poskytuje neuvěřitelné prostorové rozlišení a na těchto nových snímcích vidíme také slabší hvězdy než kdykoliv předtím. Žasneme nad detaily, pohybem a množstvím hvězd, které záběry okolí černé díry odhalují,“ popisuje vědecká pracovnice Julia Stadler (Max Planck Institute for Astrophysics, MPE), vedoucí týmu, který usiloval o zdokonalení zobrazení.

Vědcům se podařilo identifikovat hvězdu, která dostala označení S300 a dosud pozorována nebyla, což je důkazem účinnosti použité metody, pokud jde o zachycení velmi slabých objektů v blízkosti Sagittarius A*.         

Během posledních pozorování, která členové týmu prováděli od března do července 2021, se zaměřili na přesná měření polohy hvězd při jejich přibližování k černé díře. Mezi nimi byla také  držitelka rekordu S29, která prošla nejbližším bodem dráhy na konci května 2021.

Přiblížila se k černé díře na vzdálenost 13 miliard kilometrů (což je asi jen 90krát více, než dělí Slunce a Zemi) a pohybovala se při tom rychlostí 8 740 kilometrů za sekundu. Dosud žádná hvězda nebyla pozorována při takto těsném přiblížení a v takto vysoké rychlosti. 

Měření a snímky, které členové týmu získali, bylo možné pořídit díky zařízení GRAVITY, unikátnímu přístroji zkonstruovanému pro interferometr VLTI (Very Large Telescope Interferometr), který pracuje na Observatoři Paranal v Chile. GRAVITY umí zkombinovat světlo získané všemi čtyřmi dalekohledy ESO/VLT s primárními zrcadly o průměru 8,2 m. Tato technika pozorování je velmi složitá na provedení. „Ve výsledku ale získáte záběry 20krát ostřejší, než ty pořízené jednotlivými dalekohledy VLT, které vám umožní odhalovat tajemství centra Galaxie,“ říká Frank Eisenhauer, vedoucí vývoje přístroje GRAVITY. 

„Sledování hvězd na blízkých oběžných drahách kolem Sagittarius A* nám umožňuje detailně zkoumat gravitační pole kolem nejbližší superhmotné černé díry. Testovat předpovědi obecné teorie relativity a určovat vlastnosti černé díry,“ vysvětluje Rainhard Genzel.

Tato nová pozorování v kombinaci se staršími daty potvrdila, že hvězdy sledují dráhy přesně tak, jak popisuje teorie pro objekty pohybující se kolem černé díry o hmotnosti 4,30 milionu Sluncí. Jde o dosud nejpřesnější odhad hmotnosti centrální černé díry Mléčné dráhy. Vědci rovněž zpřesnili odhad vzdálenosti k objektu Sagittarius A* na 27 000 světelných let.    

Zdroj: ESO