Sciencemag.cz
Doporučujeme
Čínští fyzici změřili rychlost plynu směřujícího k obří černé díře uvnitř kvazaru a potvrdili, že plyn pochází z okolního prachového prstence.
Ačkoli byly kvazary objeveny už koncem padesátých let minulého století na prvních rádiových mapách oblohy, přesný mechanismus jejich fungování dosud není úplně prozkoumán. Tyto objekty obvykle září mnohem jasněji než galaxie, jichž jsou součástí. V dalekohledu se jeví jako bodové zdroje světla, a proto byly nejprve považovány za zvláštní druh hvězd.
Jedna z teorií říká, že jde o aktivní jádra velmi starých galaxií, v jejichž středu se nachází obří černá díra o hmotnosti milion až miliardkrát větší než Slunce. Černá díra pohlcuje okolní objekty, které se při pádu zbavují energie a z kvazaru se přitom emituje obrovské množství záření ve všech oblastech elektromagnetického spektra – od infračerveného až po rentgenové.
Astrofyzici se domnívají, že toto záření je tvořeno plynem, který je prudce urychlován v akrečním disku (diskové struktuře tvořené rozptýleným materiálem obíhajícím kolem černé díry). Nepřetržitý tok plynu, jenž kvazary udržuje, je s největší pravděpodobností do akrečního disku přiváděn z obrovského prstence meziplanetárního prachu, který akreční disk a černou díru obklopuje. Ačkoli si vědci jsou téměř jisti, ověřit tuto teorii není jednoduché. Velké množství záření emitované kvazarem jim totiž znemožňuje, aby plyn přímo pozorovali.
Problémem se teď zabývali čínští fyzici. Vyšli z předpokladu, že jakýkoliv přitékající plyn procházející naší linií pohledu bude absorbovat část světla kvazaru. To se projeví jako série absorpčních čar ve spektru kvazaru. Vědci zkoumali tvar těchto čar, aby mohli určit druhy atomů zodpovědných za příslušnou absorpci. Z Dopplerova rudého posuvu vlnových délek těchto čar pak odvodili rychlost atomů.
Astronomové pátrali po dvou specifických absorpčních čarách spojených s vodíkem a heliem ve spektrech 100 000 kvazarů. Využili přitom data ze Sloan Digital Sky Survey (SDSS), výzkumného projektu, který využívá 2,5metrový optický teleskop umístěný v laboratoři v Novém Mexiku. Na základě dat identifikovali osm kvazarů, které vykazují obě čáry současně. To jim umožnilo identifikovat přitékající plyny o rychlostech v intervalu od nuly až po 5000 km/s.
Vědci zjistili, že vnější průměr přítoku odpovídá vnitřnímu průměru prachového prstence, který obklopuje černé díry. Z toho vyplývá, že přitékající plyn je strháván centrální černou dírou a dosáhne rychlosti volného pádu těsně před tím, než dosáhne akrečního disku. Zajišťuje tak spolehlivý zdroj hmoty pro kvazar.
Podle členů týmu jde o první jednoznačné potvrzení toho, že emise kvazaru jsou poháněny energií z mezihvězdného materiálu zachyceného ve sféře působení supermasivní černé díry. Fyzici věří, že se jim teď podaří rozlišit mezi hmotou v prstenci a v akrečním disku. Potom by mohli lépe porozumět i tomu, jak kvazary vznikají, jak dlouho trvají a jak zanikají.
Původní materiál byl uveřejněn v Nature.
autor: Jana Štrajblová
Převzato z Matfyz.cz.
Pozvánka
Přednášky z moderní fyziky 2019
Fyzika Země a jejího okolí 50 let od Apolla 11
v budově Matematicko-fyzikální fakulty UK v Troji: 7. 11., 21. 11., 5. 12.
Program a podrobnosti
