Čierna diera uvoľnila obrovskú energiu: Vedci zachytili jav, aký doteraz nikdy nevideli!

Vedci zaznamenali niečo, čo sa doteraz zdalo takmer neuveriteľné. V blízkosti supermasívnej čiernej diery došlo k magnetickej erupcii pripomínajúcej slnečnú búrku. Do vesmíru sa v priebehu krátkeho času uvoľnil mohutný prúd plynu, ktorý sa pohyboval rýchlosťou približne 60 000 kilometrov za sekundu. To predstavuje až pätinu rýchlosti svetla!

Ešte prekvapujúcejšie je, že astronómovia objavili jav, ktorý bol doteraz známy najmä z pozorovania Slnka.

Tento objav môže zásadne rozšíriť naše poznatky o tom, čo sa odohráva na najextrémnejších miestach vesmíru.

Obrovská erupcia vo vzdialenosti 136 miliónov svetelných rokov

Všetko sa odohralo v galaxii NGC 3783, ktorá sa nachádza približne 136 miliónov svetelných rokov od Zeme.

V jej strede sa ukrýva supermasívna čierna diera s hmotnosťou približne 30 miliónov Sĺnk.

Okolo nej obiehajú obrovské množstvá plynu a ďalšej hmoty. Pôsobením mimoriadne silnej gravitácie sa táto hmota zahrieva a vyžaruje intenzívne žiarenie.

Astronómovia však počas pozorovania zaznamenali niečo nezvyčajné.

V okolí čiernej diery náhle zosilnelo röntgenové žiarenie. Krátko nato sa objavil mimoriadne rýchly prúd plynu.

Pohyboval sa takou rýchlosťou, že by za jedinú sekundu dokázal viac ako štyrikrát obletieť Zem pozdĺž rovníka.

Pre vedcov to bola výnimočná príležitosť sledovať, ako sa v okolí čiernej diery počas veľmi krátkeho času uvoľňuje obrovské množstvo energie.

To, čo vedci uvideli, pripomínalo slnečnú búrku

Najväčším prekvapením nebola iba rýchlosť samotnej erupcie.

Astronómovia totiž zaznamenali takzvaný Neupertov efekt.

Tento jav je známy z výskumu slnečných erupcií. Pomáha vedcom pochopiť, ako sa energia nahromadená v magnetických poliach prenáša na častice a horúci plyn.

Na našom Slnku sú podobné procesy spojené so silnými erupciami a výronmi koronálnej hmoty.

Teraz sa však podarilo podobný fyzikálny mechanizmus prvýkrát identifikovať aj v okolí aktívnej supermasívnej čiernej diery.

To naznačuje, že procesy, ktoré vedci pozorujú na našom relatívne blízkom Slnku, môžu prebiehať aj v neporovnateľne väčšom rozsahu v centrách vzdialených galaxií.

Ako môže čierna diera vyvolať takúto obrovskú búrku?

Dôležité je pochopiť jednu vec: samotné vnútro čiernej diery nevysiela pozorované röntgenové záblesky.

Erupcia vznikla v rozžeravenej hmote, ktorá ju obklopuje.

V okolí čiernej diery existuje zložitý systém magnetických polí. Keď sa magnetické siločiary preskupia a nanovo prepoja, môže sa náhle uvoľniť obrovské množstvo energie.

Tento proces sa nazýva magnetické prepájanie alebo magnetická rekonexia.

Ide o jeden z hlavných mechanizmov, ktoré spôsobujú aj slnečné erupcie.

Nové pozorovania naznačujú, že rovnaký proces môže fungovať aj v blízkosti supermasívnych čiernych dier.

Podmienky sú tam však oveľa extrémnejšie.

Teplota môže dosahovať až miliardu stupňov!

Oblasť horúcej plazmy v okolí aktívnych čiernych dier astronómovia nazývajú koróna.

Podobnú korónu má aj naše Slnko.

Rozdiel v teplotách je však ohromujúci.

Teplota slnečnej koróny sa zvyčajne pohybuje okolo jedného milióna stupňov.

V korónach aktívnych galaktických jadier však môže dosahovať až miliardu stupňov.

Pri takýchto teplotách sa hmota správa úplne inak než v podmienkach, na aké sme zvyknutí na Zemi.

Magnetické polia, žiarenie a gravitácia vytvárajú mimoriadne zložité procesy, ktorým sa vedci ešte len postupne učia lepšie rozumieť.

Každé podobné pozorovanie preto prináša cenné informácie o fungovaní vesmíru.

Rozhodujúci dôkaz sa ukrýval v röntgenovom žiarení

Objav vznikol na základe analýzy údajov z vesmírneho observatória XRISM, ktoré vzniklo pod vedením Japonska, a z teleskopu XMM-Newton Európskej vesmírnej agentúry.

Pozorovania sa uskutočnili v júli 2024.

Vedci skúmali zmeny röntgenového žiarenia s rôznymi energiami.

Ukázalo sa, že žiarenie s vyššou a nižšou energiou sa menilo spôsobom, ktorý zodpovedá očakávaniam pri magnetickom prepájaní.

Išlo o dôležitý dôkaz, ktorý umožnil spojiť pozorovanú erupciu s magnetickými procesmi.

Výskum viedol doktorand Gal Vardi z Izraelského technologického inštitútu Technion v spolupráci s profesorom Ehudom Beharom a medzinárodným tímom vedcov.

Výsledky výskumu boli publikované vo vedeckom časopise The Astrophysical Journal Letters.

Mohla by takáto erupcia zničiť planétu?

Kozmické javy takýchto rozmerov môžu znieť desivo.

Erupcia v okolí čiernej diery galaxie NGC 3783 však pre Zem nepredstavuje žiadne priame nebezpečenstvo.

Odohráva sa totiž vo vzdialenosti približne 136 miliónov svetelných rokov.

Ide o nepredstaviteľne veľkú vzdialenosť, preto si tento jav netreba zamieňať so slnečnými búrkami, ktoré môžu ovplyvniť magnetické pole našej planéty.

Slnečné búrky niekedy spôsobujú poruchy komunikácie, narúšajú fungovanie satelitov a vyvolávajú nádherné polárne žiary.

Procesy prebiehajúce v centre vzdialenej galaxie však nemajú takýto vplyv na náš každodenný život.

Pre vedcov sú dôležité z úplne iného dôvodu.

Umožňujú im skúmať fyzikálne zákony v podmienkach, ktoré nie je možné vytvoriť v pozemských laboratóriách.

Objav môže zmeniť naše chápanie vývoja galaxií

Supermasívne čierne diery nie sú iba pasívnymi objektmi, ktoré priťahujú okolitú hmotu.

Môžu výrazne ovplyvňovať aj svoje galaxie.

Mohutné prúdy plynu dokážu meniť rozloženie okolitej hmoty, zahrievať plyn a ovplyvňovať vznik nových hviezd.

Pre astronómov je preto mimoriadne dôležité pochopiť, čo tieto erupcie spôsobuje a ako môžu dosahovať také obrovské rýchlosti.

Nový objav naznačuje, že magnetické prepájanie môže byť jedným z najdôležitejších mechanizmov uvoľňovania energie v aktívnych galaktických jadrách.

Na potvrdenie toho, ako často tieto javy vznikajú a aký vplyv majú na jednotlivé galaxie, však budú potrebné ďalšie pozorovania.

Vesmír priniesol ďalšie nečakané prekvapenie

Vedci už dlhší čas predpokladali, že magnetické procesy spôsobujúce slnečné erupcie môžu fungovať aj v okolí čiernych dier.

Teraz získali významný dôkaz založený na skutočných pozorovaniach.

Tento objav je mimoriadne dôležitý, pretože Slnko a supermasívne čierne diery sú úplne odlišné vesmírne objekty.

Napriek tomu môžu v plazme, ktorá ich obklopuje, pôsobiť rovnaké základné fyzikálne zákony.

Vo vzdialenosti 136 miliónov svetelných rokov astronómovia zaznamenali niečo, čo pripomína búrku na našom Slnku, ibaže v neporovnateľne extrémnejších podmienkach.

A najväčšia záhada zostáva nevyriešená: Koľko podobných gigantických magnetických erupcií sa vo vesmíre odohráva každý deň bez toho, aby sme si ich vôbec všimli?