Fotogenická superhmotná černá díra M87* v srdci galaxie Messier 87 (M87), vzdálené od nás 55 milionů světelných let, je prvním objektem svého druhu, který astronomové zobrazili jak s jejím stínem, tak s vyvrženými výtrysky hmoty (jety).

️ Astronomers have just released the first direct image of a #BlackHole expelling a powerful jet. While black holes are known for engulfing matter in their immediate vicinity, they can also launch powerful jets of matter.

Watch the gist of this discovery ⤵️ pic.twitter.com/lVYpcnuCGT

— ESO (@ESO) April 26, 2023

Víc než zářící disk a stín

M87*, která je 6,5miliardkrát hmotnější než Slunce, se už dříve stala první černou dírou, jejíž snímek dokázali astronomové pořídit - ale ještě bez výtrysků. V roce 2019 zveřejnili fotografii zářícího prstence tvořeného materiálem vyrvaným z plynných mračen a hvězd obíhajících kolem černé díry, který se třením zahřívá na vysokou teplotu a září. Pořídili ho soustavou teleskopů Event Horizon v roce 2017.

(Samotnou černou díru, neskutečně hmotný objekt s nepřestavitelnou gravitací, která je uvnitř prstence (akrečního disku), samo sebou vidět nikdy nemůžeme, protože vše pohltí – i světlo. Dá se však říct, že vidíme její stín. Je uprostřed akrečního disku.)

Fotografii z roku 2019 experti nedávno zaostřili umělou inteligencí (zde). Vznikl úchvatný snímek. To hlavní ale mělo teprve přijít – zářící disk s kolosálními výtrysky nabitých částic urychlených téměř na rychlost světla, jejichž pohyb emituje vysokoenergetické fotony tak jasné, že v určitém směru mohou zastínit galaxii, ze které pocházejí.

Je to úžasný snímek. Černá díra na něm připomíná chobotnici s chapadly.

Umělci sice už léta kreslí ohromující a detailní obrázky černých děr, které zvýrazňují jejich akreční disky i jety. Zachytit jejich podobu na reálném snímku je však mnohem větší „umění“.

Typické umělecké ztvárnění černé díry, jejího akrečního disku a jetů, které z něj vycházejí. | zdroj: Profimedia

Podařilo se to kombinací a analýzou pozorování, které se uskutečnilo v roce 2018 pomocí teleskopů Global Millimetre VLBI Array (GMVA), Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) a Greenland Telescope (GLT).

Poznáme, jak vznikají?

Ačkoli existence výtrysků je známa desítky let, fyzika, která je vytváří, dosud nebyla dostatečně prozkoumána. Mezinárodní tým, který stojí za studií prvního snímku svého druhu, publikovanou v magazínu Nature, doufá, že fotografie přispěje k poznání pozadí fascinujícího jevu.

„Víme, že jety jsou vyvrhovány z okolí černých děr, ale stále plně nerozumíme tomu, jak tento jev nastává. Abychom to mohli studovat, potřebujeme pozorovat původ jetu co nejblíže černé díře,“ cituje žurnál IFL Science Ru-Sen Lua z astronomické observatoře v Šanghaji, který studii vedl.

A právě takové studium umožňuje astronomům nový snímek, který zachytil základnu výtrysku spojenou s akrečním diskem kolem černé díry.

Vědci použili rádiové vlny o délce 3,5 milimetru, které jim umožnily spatřit jet i stín dohromady, namísto vln o délce 1,3 milimetru, které byly použity pro původní snímek M87*.

Je to asi tak, jako byste viděli nějaký objekt pouze v modrém světle, potom ho pozorovali ve světle červeném, a přitom jste zjistili, že je v něm vidět mnohem víc věcí, popisují vědci snímek.

Teleskopy použité pro zobrazení černé díry a výtrysku se nacházejí v Severní Americe, v Evropě, Jižní Americe a v Grónsku. Vzdálenost mezi nimi umožnila takové rozlišení, jako kdyby celá planeta byla rádiovou anténou. Synchronizovaná síť proto dokázala rozeznat i dosud neviděné detaily v oblasti kolem černé díry.