Student World

tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 47/2012

Astronomové využívající dalekohled ESO/VLT objevili kvasar, ze kterého odtéká hmota přinejmenším pětkrát vyšší rychlostí ve srovnání s kterýmkoliv jiným dosud pozorovaným kvasarem. Kvasary jsou extrémně jasná jádra mladých galaxií, kterým dodává energii mohutná černá díra. Mnohé z nich pumpují do svých mateřských galaxií velké množství materiálu a tato výměna hmoty hraje klíčovou úlohu v jejich vývoji. Až doposud však pozorované přenosy hmoty u jednotlivých kvasarů nabyly dostatečně mohutné, jak předpovídá teorie.

Kvasary jsou intenzivně zářící centra vzdálených galaxií, kterým dodávají energii mohutné černé díry. V rámci této studie vědci detailně zkoumali kvasar nesoucí označení SDSS J1106+1939. K výzkumu použili přístroj X-shooter a dalekohled ESO/VLT, který se nachází na observatoři Paranal v Chile [1]. Ačkoliv černé díry jsou především známy díky pohlcování hmoty, většina kvasarů využívá okolí černé díry naopak k urychlení materiálu a jeho vyvržení pryč vysokou rychlostí.

„Objevili jsme kvasar s nejmohutnějším odtokem hmoty, jaký je dosud znám. Hmota, kterou kvasar SDSS J1106+1939 vyvrhuje vysokou rychlostí, odnáší množství energie přinejmenším ekvivalentní záření dvou bilionů Sluncí. To je asi 100krát více, než vyzařuje celá naše Galaxie. Je to opravdu kolosální jev,“ říká vedoucí týmu Nahum Arav (Virginia Tech, USA). „Je to poprvé, kdy se podařilo u kvasaru naměřit ztrátu hmoty, která odnáší tak velké množství energie, jaké předpovídá teorie.“

Řada simulací naznačuje, že dopad mohutné ztráty hmoty a vyzařování na mateřskou galaxii by mohl vyřešit řadu záhad moderní kosmologie. A to včetně otázek, jak je svázána hmotnost celé galaxie s hmotností centrální černé díry, nebo proč je ve vesmíru tak málo velkých galaxií. Otázka, jestli jsou či nejsou kvasary schopné vyprodukovat tak mohutné procesy, které by ovlivnily zmíněné jevy, zůstávala dlouho nezodpovězena [2].

Nově objevený odtok hmoty se nachází asi tisíc světelných let od supermasivní černé díry, v srdci kvasaru SDSS J1106+1939. Je přinejmenším pětkrát mohutnější, než dosud rekordní pozorovaný jev tohoto typu [3]. Analýza provedená členy týmu ukazuje, že každý rok odteče z tohoto kvasaru hmota přibližně 400 Sluncí a pohybuje se přitom rychlostí až 8 000 km za sekundu.  

„Bez pomoci VLT a spektrografu X-shooter bychom nezískali dostatečně kvalitní data potřebná k tomuto objevu,“ říká Benoit Borguet (Virginia Tech, USA), hlavní autor článku. „Poprvé jsme mohli detailně zkoumat oblast okolí kvasaru.“

Kromě kvasaru SDSS J1106+1939 členové týmu rovněž pozorovali další objekt tohoto typu a odhalili, že u obou dochází k mohutnému odtoku hmoty. Pokud jsou tyto dva objekty typickými představiteli běžné, ale dosud málo prozkoumané skupiny kvasarů [4], měly by výsledky být široce použitelné na všechny jasné kvasary ve vesmíru. Borguet a jeho kolegové v současnosti hledají další podobné exempláře kvasarů, aby svoji domněnku mohli potvrdit.

„Něco podobného jsem hledal deset let,“ říká Nahum Arav, „takže je opravdu vzrušující konečně nalézt tak obrovskou ztrátu hmoty, jakou předpovídá teorie.“  

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

Poznámky

[1]  Členové týmu pozorovali kvasary SDSS J1106+1939 a J1512+1119 v dubnu 2011 a březnu 2012 pomocí spektrografu X-shooter a dalekohledu ESO/VLT. Díky rozkladu světla na jeho jednotlivé složky a důkladnému studiu vzniklého spektra mohli astronomové odvodit rychlost pohybu i další vlastnosti hmoty v blízkosti kvasaru.

[2] Mohutná ztráta hmoty pozorovaná v kvasaru SDSS J1106+1939 představuje takové množství kinetické energie, které může hrát významnou roli v procesech zpětně ovlivňujících celou aktivní galaxii, a které typicky vyžadují vstupní mechanickou energii zhruba 5 % zářivosti kvasaru. Množství, v jakém je kinetická energie přenášena prostřednictvím odtoku hmoty, je popisováno jako jeho kinetická zářivost (kinetic luminosity)   

[3] Kvasar SDSS J1106+1939 má odtok hmoty s kinetickou zářivostí přinejmenším 1046 erg za sekundu. Vzdálenost odtoku od středu kvasaru (300 – 8000 světelných let) je mnohem větší, než se očekávalo, což naznačuje, že jej pozorujeme velmi daleko od oblasti, kde ve skutečnosti vzniká (0,03 – 0,4 světelného roku).

[4] Typ kvasaru známý jako BAL (Broad Absorption Line).

autor Jiří Srba