VLBA ODHALUJE OBLAST GIGANTICKÉHO KOSMICKÉHO JETU V BLÍZKOSTI ČERNÉ DÍRY

Ray Villard, Space Telescope Science Institute, Baltimore, MD
Bill Junor, University of New Mexico, Albuquerque, NM

Astronomové Space Telescope Science Institute získali první náznak záhadné oblasti blízko černé díry v centru vzdálené galaxie, kde mocný proud subatomických částic se řítí ven téměř rychlostí světla a je formován do jetů, které se vzdalují na vzdálenost tisíců světelných let. Astronomové použili ke sledování radioteleskopy v Evropě a USA včetně National Science Foundations (NSF) Very Long Baseline Array (VLBA) a získali mnoho detailních snímků centrálních oblastí galaxie M87 vzdálené asi 50 miliónů světelných let.

"Toto je poprvé, kdy jsme viděli oblast ve které se formují kosmické jety," řekl Bill Junor University New Mexico, v Albuquerque. "Spekulovali jsme o tom jakým mechanismem se jety vytvářejí poměrně blízko černé díry." Junor, spolu s Johnem Birettem a Mario Liviem z Space Telescope Science Institute v Baltimore, MD nyní ukázali, že jety v M87 se vytvářejí několik desítek světelných let od galaktického jádra, kde se předpokládá, že se nachází černá díra tři miliard krát hmotnější než Slunce. V uvažované oblasti jsou jety vidět v kuželu o úhlu 60 stupňů nejblíže černé díry, ale tlačící se ven pouze do oblasti několika světelných let.
"60 stupňový úhel ve vnitřní části M87, kde se vyskytují jety je nejširším takovým úhlem, který kdy byl vidět ve vesmíru," řekl Junor. "Nalezli jsme jety několik set světelných let od galaktického jádra s bezpříkladnými podrobnostmi."

Vědci oznámili své zjištění 28. října v časopisu Nature. V centru M87 je materiál hnán k černé díře silným gravitačním působením a uvnitř se kolem černé díry vytváří rychle rotující plochý disk, který se nazývá akreční disk. Subatomické částice jsou pravděpodobně postrkovány směrem ven z pólů tohoto disku. Vědci věří, že magnetická pole v disku jsou stáčena jak disk rotuje a pak kanál elektricky nabitých částic vytváří uvnitř pár úzkých jetů.

"Náš nový snímek M87 podporuje tuto ideu magnetických polí, které pracují na vytváření proudů částic do úzkých jetů," řekl Biretta. Jety takové jako v M87 jsou vidět u více galaxií v celém vesmíru. "Co se můžeme naučit u M87 je to, jak se vytvářejí jety a pak to aplikovat na jiné galaxie," řekl Livio. "Tyto jety se vyskytují u radiových galaxií a quasarů. Nové informace budou pomáhat vědcům rozluštit fyziku těchto mocných procesů," dodává Livio.

"Můžeme pozorovat takové jety ve velkých vzdálenostech, dokonce ve vzdálenostech miliardy světelných let," řekl Junor. "Jsme tím okouzleni protože tyto procesy nám ukazují, jak povahu a funkci akrečního disku, tak funkci jetů v tak extrémních podmínkách gravitačního působení černé díry." Na základě pozorování těchto procesů budeme moci lépe vytvořit teoretický model. Je zřejmé, že magnetická pole v akrečním disku jsou "poškozená". V budoucnu bude nutné na základě pozorování zjistit přesvědčivé důkazy o existenci těchto magnetických polí.

Astronomové studují M87 proto, že je jednou z nejbližších galaxií emitující jety a je také silným radiovým zdrojem pro pozemské radioteleskopy.
Vedle VLBA, byl ke sledování použit systém VLA, radioteleskop blízko Socorro, radioteleskopy v Německu, Itálii, Finsku, Švédsku a Španělsku. Signály z těchto teleskopů byly složeny k vytvoření snímku s extrémně vysokým rozlišením. Byly vzaty k společným výsledkům pozorování jak VLBA, tak pozorování HST ve viditelném oboru, aby se zachytila struktura jetů, které se pohybují rychlostí srovnatelnou s rychlostí světla.

Objekt M87 je také znám astronomům jako radiový objekt Virgo A, který silně září v radiovém oboru v souhvězdí Panny. Galaxie byla objevena francouzským astronomem Charlesem Messierem v roce 1781. Jet byl poprvé pozorován v roce 1918 astronomem Heberem Curtisem, který to popsal jako "zvláštní přímý paprsek". Radiová emise galaxie byla poprvé pozorována australskými astronomy na přelomu let 1948 a 1949. M87 je největší z tisíců galaxií v kupě galaxií v Panně. Místní skupina galaxií, v které je i Mléčná dráha, je okrajovou skupinou kupy galaxií v Panně.

(podle STScI-PR99-43 z 27.10.1999 připravil PH)

DETAILNÍ POHLED NA JET BLÍZKO ČERNÉ DÍRY


Na horním levém snímku radiový snímek galaxie M87, který byl pořízen Very Large Arrey (VLA) radioteleskopem v únoru 1989. Ukazuje gigantickou bublině podobnou strukturu, kde je radiová emise pravděpodobně produkována jety subatomárních částic přicházejících z centrálních oblastí galaxie, kde je černá díra. Falešné barvy odpovídají intenzitě radiové emise produkované jetem. M87 je lokalizována ve vzdálenosti 50 miliónů světelných let od nás v souhvězdí Panny.
Na horním pravém snímku je vizuální pohled na gigantickou galaxii M87, pořízený WFPC2 kamerou HST v únoru 1998. Odhaluje jasný jet vysoce rychlostních elektronů emitovaných z jádra (úhlopříčná čára napříč snímkem). Jet je produkován černou dírou, která má 2 miliardy hmot slunečních.

Dolní snímek je obrázek v radiovém oboru zachycený pomocí Very Long Baseline Array (VLBA). Zachycuje oblast kolem černé díry, kde je extragalaktický jet formován v úzkém profilu magnetickými poli. Falešné barvy odpovídají intenzitě radiové energie emitované jetem. Červená oblast má průměr okolo jedné desetiny světelného roku. Obrázek byl pořízen v březnu 1999.

(podle STScI-PRC99-43a z 27.10.1999 připravil PH)