Sága černé díry

Dnes již známé černé díry byly zpočátku jen hypotézou teoretických fyziků. Nyní je však mohou astronomové identifikovat a pozorovat. Nabízí spoustu informací o povaze a vývoji galaxií. Nejnovější objevy na tomto poli patří mezi největší úspěchy evropských astronomů. Vzrušující historie černých děr začala v roce 1963 prvními poznatky o kvasarech, velmi vzdálených kosmických objektech, vyzařujících obrovská množství energie. Největší ze zaznamenaných qasarů 3C273 v souhvězdí Panny byl miliarda2 krát (10 18) jasnější než Slunce. Jen zdroje gama záření produkují více energie než kvasary. VŠEPOŽÍRAJÍCÍ PŘITAŽLIVOST Jak je možno vyzáření tak obrovského množství energie vysvětlit? Vědci upřednostňují hypotézu, že tento fenomén může určitým způsobem souviset s černými dírami, což jsou objekty, principiálně vyhovující kosmologickým teoriím odvozeným z moderní fyziky. Lze je popsat jako zvláštní zóny polí přitažlivosti, nacházející se na různých místech vesmíru, které ´zachytí´ nebo ´vsají´ hvězdy, jež se dostanou do jejich dosahu. Tyto objekty jsou tak hmotné, že je nedokáží opustit ani fotony viditelného světla. Nyní již víme, že černé díry skutečně existují a že energie, kterou občas vyzáří, souvisí s fenoménem kvasarů, které jsou s nimi spojeny. Je to energie vyzářená hmotou hvězd pohlcovaných černou dírou. Když se hvězda dostane do pole přitažlivosti černé díry, uvolní svou gravitační sílu ve formě intenzivního tepla a záření. Napřed v rádiovém vlnovém spektru, a pak postupně ve spektrech blízko infračervenému, světelnému, ultrafialovému a rentgenovému. V centru naší mléčné dráhy je černá díra, která vyvolává silný zájem astronomů. Dlouhou dobu udivoval astronomy záhadný a velmi silný zdroj rádiového záření, nazvaný Sagittarius A. Byl považován za kandidáta na titul superhmotný střed galaxie, ale nebylo jisté, zda jde skutečně o černou díru. DŮKAZ JE NA SVĚTĚ Přesný a nevyvratitelný důkaz byl nalezen mezinárodním týmem vědců pomocí jednoho ze čtyř z velmi velkých teleskopů (VLT), vybaveným adaptivním optickým systémem v Jižní observatoři (ESO) v Chile. Po deseti letech pozorování (1992 až 2002) vědci získali pozoruhodné snímky a údaje o hvězdě S2. Tato hvězda má 15krát větší hmotnost než naše Slunce a obíhá Sagittarius A rychlostí 5000 km/s. To je 200krát větší rychlost, než jakou obíhá Země kolem Slunce. Reinhard Genzel, ředitel Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku (MPE) v německém Garchingu, aktivní člen výzkumného týmu zdůrazňuje, že hmotnost hvězdy S2 a nadto její eliptická oběžná dráha, která byla pozorována s velkou přesností v uvedeném období, naznačují, že v jednom z ohnisek elipsy se nachází centrum přitažlivosti, jež musí mít mimořádnou hmotnost. Je 2,7 milionu krát větší než hmotnost našeho Slunce a objekt má průměr zhruba 10 světelných minut. To je o něco méně než oběžná dráha Venuše. Takové vlastnosti nejsou slučitelné s jiným fenoménem, než je černá díra. To je konečný důkaz, že Sagittarius A je vskutku superhmotná černá díra, střed naší galaxie. POTVRZENÍ ZMIZENÍM HVĚZDY Jiný nedávný objev potvrdil, že hypotézy formulované na základě přímého pozorování fyziky černých děr jsou správné a pravdivé. Jeden z astronomů z týmu dr. Genzela 8. května 2003 byl při sledování monitoru teleskopu Yepun překvapen nenadálým výskytem neočekávané hvězdy. Po několika minutách byl překvapen znovu, když hvězda zmizela. Ve stejném okamžiku jeho kolegové v týmu zaznamenali poprvé v historii velmi intenzivní záblesk infračerveného záření. Záření vycházelo z prostoru superhmotné černé díry v centru naší galaxie. Vlnová délka záření odpovídala nárůstu teploty hmoty, která při pádu do černé díry zvyšuje teplotu a vysílá záření blízké infračervenému. Tak byly po letech výzkumu konečně potvrzeny dřívější prchavé jevy při absorpci hmoty černými dírami. Nikdo už nemůže zpochybnit signál, vyslaný hmotou procházející při pádu do černé díry bodem, odkud není návratu. Nejpádnější důkaz z tohoto pozorování byla velice rychle se měnící intenzita infračerveného záření, protože zdroj byl omezen na malou oblast. Tato zóna je situována vpravo na okraji černé díry. Přes něj už žádné záření nemůže uniknout. Tento fenomén potvrdila také periodicita záření, která byla vyvolána spirálovitou dráhou pohybu hmoty padající hvězdy, předtím než byla pohlcena černou dírou. Pohyb musel být extrémně rychlý. To je také hlavní objev, který umožňuje potvrdit správnost současných teorií černých děr, konstatuje dr. Genzel. Donedávna byla tato možnost nepředstavitelná. Astronomové se v 21. století zřejmě soustředí na problematiku astrofyziky: rozpínání vesmíru, černou hmotu a černou energii, tedy otázky teoretické fyziky. Lze si představit ověřování kvantové teorie pozorováním kvantové gravitace, vývoje kosmu, samotného Velkého třesku, a dokonce i všeobecné stability základních konstant historie vesmíru. Během posledních 15 roků bylo dosaženo velkého pokroku. Cílem nejbližšího období bude poznání, kdy a jak se černé díry formovaly, a proč snad všechny galaxie jednu obsahují.