Černá díra je malý objekt o obrovské hmotnosti. Její gravitace je tak velká, že z ní nedokáže uniknout ani světlo, které se pohybuje nejvyšší možnou rychlostí. Jak je tedy možné, že ji vidíme?
A v tom je ten vtip – my ji nevidíme! Pozorujeme její vliv na okolí, a to zejména když černá díra požírá okolní hmotu. Okolo neviditelné černé díry se vytvoří disk žhavého materiálu, který padá dovnitř. Dalším pozorovatelným jevem jsou silné výtrysky hmoty – říká se jim jety (čti džety) – z pólů černé díry.
Foto lovci černých děr
Před pár lety se vědcům podařilo pořídit první snímky okolí černých děr. Jednou z nich byla ta v centru naší Galaxie, ale ještě před ní dříve byl pořízen snímek černé díry v galaxii M87, která se nachází 55 milionů světelných let od nás. Ani okolí černé díry se nefotí moc dobře. To, na co se díváte, je složeno z dat z radioteleskopů rozprostřených po celém světě.
Fotografický lov na černé díry se vědcům zalíbil, a tak tuto techniku stále posouvají dál. Nyní uveřejnili další záběr černé díry v galaxii M87. Poprvé zachycuje, jak se spodní část výtrysku spojuje s hmotou vířící kolem černé díry. Při předchozích pozorováních se podařilo zobrazit oblast v blízkosti černé díry a výtrysk odděleně. Nový snímek zobrazuje oblast kolem černé díry a výtrysk současně.
Stín černé díry
Snímek ukazuje výtrysk vznikající v blízkosti černé díry a také to, co vědci nazývají stín černé díry. Jak hmota obíhá kolem černé díry, zahřívá se a vyzařuje světlo. Černá díra ohýbá a zachycuje část tohoto světla, čímž vytváří prstencovou strukturu kolem černé díry. Temná část ve středu prstence je stín černé díry (poprvé byl zobrazen dalekohledem Event Horizon Telescope [EHT] v roce 2017).
Nově zveřejněný snímek také ukazuje rádiové světlo vyzařované na delší vlnové délce než snímek EHT. Velikost prstence je na novém snímku zhruba o polovinu větší ve srovnání se snímkem z roku 2017. Výsledky naznačují, že nový snímek odhaluje více materiálu padajícího směrem k černé díře, než jaký bylo možné pozorovat dříve.
Extrémní výtrysky
Z černé díry nic neunikne. Jak je tedy možné, že existují výtrysky hmoty z černé díry? Ve skutečnosti nejde o výtrysky přímo z černé díry, ale z jejího okolí. Výtryskům bychom správně měli říkat relativistické jety podle Einsteinovy teorie relativity. Hmota ve výtryscích je totiž černou dírou urychlena na rychlost blízkou rychlostí světla, takže pro ni platí trochu jiná fyzika.
Výtrysky mohou být až miliony světelných let dlouhé a dostávat se i mimo samotnou galaxii. Zatím nevíme, jak přesně vznikají. Je zřejmé, že energie pro urychlení hmoty na rychlost blízkou rychlostí světla musí být obrovská. Mechanismus vzniku patrně souvisí s rotací černých děr. Vědci získávají další a podrobnější snímky černých děr a jejich okolí, které jim mohou pomoci rozluštit nejen tuto záhadu.
Radioteleskopy ALMA:
Desítky radioteleskopů v akci
Nová pozorování černé díry M87 byla provedena v roce 2018 pomocí radioteleskopu GMVA, který se skládá ze 14 radioteleskopů v Evropě a Severní Americe. Kromě toho se zapojil radioteleskop Greenland v Grónsku a síť radioteleskopů ALMA v Chile, která se skládá z 66 radioteleskopů vysoko v horách v poušti Atacama.
