Tisková zpráva

ALMA zkoumá záhadné výtrysky z obřích černých děr

16. října 2013

Dva mezinárodní týmy astronomů využily možnosti pole radioteleskopů ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) a sledovaly výtrysky (jety) vycházející z mohutných černých děr v centrech galaxií. Jejich cílem bylo odhalit, jakým způsobem výtrysky ovlivňují své okolí. Přitom se jim podařilo získat dosud nejlepší záběr oblaků molekulárního plynu nedaleko klidné černé díry a zachytit nečekaný náznak spodní části mohutného jetu.

V srdci téměř všech galaxií ve vesmíru, včetně té naší, se nacházejí supermasivní černé díry s hmotnostmi až několika miliard Sluncí. V dávné minulosti všechny tyto bizarní objekty hýřily aktivitou. Ze svého okolí pohlcovaly obrovské množství hmoty a přitom mimořádně jasně zářily. Malou část látky vyvrhovaly zpět do vesmíru v podobě extrémně mohutných výtrysků (jetů). V současném vesmíru je většina černých děr mnohem méně aktivní, než za svého mládí. Ale vzájemná interakce jetů a jejich okolí stále ovlivňuje vývoj galaxií.     

V nových studiích publikovaných v odborném časopise Astronomy & Astrophysics dva týmy astronomů využily teleskop ALMA ke zkoumání jetů vycházejících z černých děr ve dvou velmi odlišných případech: u nedaleké a relativně klidné černé díry v galaxii NGC 1433 a u velmi vzdáleného aktivního galaktického jádra PKS 1830-211.

Pozorování pomocí radioteleskopu ALMA odhalila překvapivou spirální strukturu v oblaku molekulárního plynu nedaleko středu galaxie NGC 1433,“ říká Françoise Combes (Observatoire de Paris, Francie), hlavní autor prvního článku. „Ta objasňuje, jakým způsobem proudí hmota do chřtánu černé díry a dodává energii pro její aktivitu. Díky novým pozorováním radioteleskopem ALMA s vysokým rozlišením se nám podařilo objevit jet hmoty proudící od černé díry, který se táhne jen do vzdálenosti asi 150 světelných let. Jedná se o dosud nejmenší pozorovaný odtok molekulárního plynu u jiné galaxie.“

Objev odtoku hmoty, kterou s sebou strhává jet vycházející z centrální černé díry, ukazuje na způsob, jakým mohou jety zastavit vznik hvězd a regulovat růst centrálních výdutí galaxií [1].
 
Supermasivní černou díru s jetem pozoroval také tým, který vedl Ivan Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Švédsko). V tomto případě se však jednalo o mnohem aktivnější a jasnější exemplář ve vzdálené galaxii PKS 1830-211 [2]. Jedná se o neobvyklý případ, kdy světlo vzdálené aktivní galaxie na cestě k nám prochází skrze jinou hmotnou mezilehlou galaxii a je tak ovlivněno efektem gravitační čočky [3]
 
Černé díry čas od času najednou pohltí větší množství hmoty [4], která krátkodobě zvýší výkon jetu a tím dojde k emisi různých typů záření až po ty s vysokou energií. Nyní se pomocí radioteleskopu ALMA podařilo tento jev náhodně zachytit právě v galaxii  PKS 1830-211.

Pozorování tohoto jevu pomocí ALMA bylo naprosto náhodné. Pozorovali jsme galaxii  PKS 1830-211 z jiného důvodu, když jsme si všimli, že mezi jednotlivými snímky gravitační čočky dochází k variacím v barvě a intenzitě. Pečlivou analýzou tohoto neočekávaného chování jsme dospěli k závěru, že jsme obrovskou náhodou pozorovali právě v okamžiku, kdy byla do ústí jetu v těsné blízkosti černé díry uvolněna nová hmota,“ říká Sebastien Muller, spoluautor druhého článku.
 
Členové týmu se rovněž pokusili zjistit, jestli se úkaz podařilo zaznamenat i prostřednictvím jiných přístrojů. Překvapivě nalezli velmi jasný signál v oblasti gama záření, a to díky rutinním přehlídkovým pozorováním prováděným kosmickým teleskopem pro rentgenovou oblast Fermi (Fermi Gamma-ray Space Telescope, NASA). Proces, který způsobil zvýšené vyzařování na dlouhých vlnových délkách sledovaných prostřednictvím ALMA, byl zodpovědný rovněž za zvýšení jasnosti jetu v celém spektru až po ty nejkratší možné vlnové délky [5].

Je to poprvé, co se podařilo najít takto jasnou spojitost mezi zářením gama a sub-milimetrovými rádiovými vlnami při pozorování přírodního jevu v ukotvení jetu u černé díry,“ dodává Sebastien Muller. 

Tato dvojice publikovaných pozorování je pouhým začátkem výzkumu jetů u supermasivních černých děr, ať již blízkých či vzdálených. Françoise Combes a jeho tým již zkoumají další nedaleké galaxie pomocí ALMA a předpokládá se, že unikátní objekt PKS 1830-211 bude v budoucnu cílem podrobnějšího výzkumu pomocí ALMA i jiných teleskopů.

Máme se pořád hodně co učit o tom, jak černé díry vytvářejí tyto mohutné jety hmoty a záření“, dodává Ivan Martí-Vidal. „Ale tyto nové výsledky, které byly získány ještě před dokončením teleskopu ALMA, ukazují, že se jedná o unikátní mocný nástroj pro výzkum jetů. Objevování právě začíná!“

Poznámky

[1] Tento proces, který bývá označován jako 'zpětná vazba', by mohl vysvětlit záhadný vztah mezi hmotou černé díry v jádře galaxie a hmotností okolní galaktické výduti. Tím, jak černá díra vtahuje plyn, stává se aktivnější, při tom vytváří jety, které naopak plyn z jejího okolí vypuzují, až dojde ke zpomalení hvězdotvorby.

[2] Galaxie PKS 1830-211 má rudý posuv 2,5, což znamená, že jejímu světlu trvalo asi 11 miliard let, než doletělo k nám. Světlo, které dnes vidíme, galaxii opustilo v době, kdy bylo stáří vesmíru jen 20 % současného věku. Pro srovnání světlo galaxie NGC 1433 putovalo vesmírem jen 30 milionů let, což je z kosmického pohledu poměrně krátká doba.

[3] Einsteinova obecná teorie relativity předpovídá, že světelné paprsky se odchylují od přímého směru při průchodu kolem hmotného objektu, například galaxie. Tomuto jevu se říká gravitační čočka a poprvé byla pozorována v roce 1979. Od té doby jich byla objevena celá řada. Gravitační čočka může vytvořit vícenásobné obrazy, případně způsobit zborcení a zvětšení obrazu objektů v pozadí.

[4] Hmota padající do černé díry může být hvězda nebo molekulární oblak. Podobný jev je v současnosti pozorován i v centru naší Galaxie (eso1151, eso1332).

[5] Energie je vyzářena v podobě paprsků gama, které mají nejkratší vlnovou délku a nejvyšší energii z celého elektromagnetického spektra.

Další informace

Mezinárodní astronomická observatoř ALMA je společným projektem Evropy, Severní Ameriky a východní Asie ve spolupráci s Chilskou republikou. ALMA je za Evropu financována ESO, za severní Ameriku NSF (National Science Foundation) ve spolupráci s NRC (National Research Council of Canada) a s NSC (National Science Council of Taiwan) a za východní Asii NINS (National Institutes of Natural Sciences) v Japonsku ve spolupráci s AS (Academia Sinica) na Taiwanu. Výstavba a provoz observatoře ALMA jsou ze strany Evropy řízeny ESO, ze Severní Ameriky NRAO (National Radio Astronomy Observatory), která je řízena AUI (Associated Universities, Inc.), a za východní Asii NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan). Spojená observatoř ALMA (JAO, Joint ALMA Observatory) poskytuje jednotné vedení a řízení stavby, plánování a provoz teleskopu ALMA.

Výsledky uvedených výzkumných projektů byly publikovány ve dvojici článků: “ALMA observations of feeding and feedback in nearby Seyfert galaxies: an AGN-driven outflow in NGC1433” autorů F. Combes a kol.; a “Probing the jet base of the blazar PKS 1830−211 from the chromatic variability of its lensed images: Serendipitous ALMA observations of a strong gamma-ray flare” autor; I. Martí-Vidal a kol.. Oba články byly publikovány v odborném časopise Astronomy & Astrophysics.

Sloření týmů:

F. Combes (Observatoire de Paris, Francie), S. García-Burillo (Observatorio de Madrid, Španělsko), V. Casasola (INAF–Istituto di Radioastronomia, Bologna, Itálie), L. Hunt (INAF–Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Itálie), M. Krips (IRAM, Saint Martin d’Hère, Francie), A. J. Baker (Rutgers, the State University of New Jersey, Piscataway, USA), F. Boone (CNRS, IRAP, Toulouse, Francie), A. Eckart (Universität zu Köln, Německo), I. Marquez (Instituto de Astrofísica de Andalucía, Granada, Španělsko), R. Neri (IRAM), E. Schinnerer (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Německo) a L. J. Tacconi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching bei München, Německo).

I. Martí-Vidal (Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Švédsko), S. Muller (Onsala), F. Combes (Observatoire de Paris, Francie), S. Aalto (Onsala), A. Beelen (Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris-Sud, Francie), J. Darling (University of Colorado, Boulder, USA), M. Guélin (IRAM, Saint Martin d’Hère, Francie; Ecole Normale Supérieure/LERMA, Paris, Francie), C. Henkel (Max-Planck-Institut für Radioastronomie [MPIfR], Bonn, Německo; King Abdulaziz University, Jeddah, Saudská Arábie), C. Horellou (Onsala), J. M. Marcaide (Universitat de València, Španělsko), S. Martín (ESO, Santiago, Chile), K. M. Menten (MPIfR), Dinh-V-Trung (Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi, Vietnam) a M. Zwaan (ESO, Garching, Německo).

ESO je nejvýznamnější mezivládní astronomická organizace Evropy a v současnosti nejproduktivnější pozemní astronomická observatoř. ESO podporuje celkem 15 členských zemí: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemsko, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO uskutečňuje ambiciózní program zaměřený na návrh, konstrukci a úspěšný chod výkonných pozemních pozorovacích komplexů umožňujících astronomům dosáhnout významných vědeckých objevů. ESO také vedoucí úlohu při podpoře a organizaci spolupráce v astronomickém výzkumu. ESO provozuje tři unikátní pozorovací střediska světového významu nacházející se v Chile: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Observatoři Paranal provozuje Velmi velký teleskop (VLT), což je nejvyspělejší astronomická observatoř pro viditelnou oblast světla, a také dva další přehlídkové teleskopy. VISTA pracuje v infračervené části spektra a je největším přehlídkovým dalekohledem na světě, dalekohled VST (VLT Survey Telescope) je největším teleskopem navrženým k prohlídce oblohy výhradně ve viditelné části spektra. ESO je evropským partnerem revolučního astronomického teleskopu ALMA, největšího astronomického projektu současnosti. Pro viditelnou a blízkou infračervenou oblast ESO rovněž plánuje nový dalekohled E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) s primárním zrcadlem o průměru 39 metrů, který se stane „největším okem do vesmíru“.

Odkazy

Kontakty

Françoise Combes
Observatoire de Paris, LERMA
Paris, France
Tel.: +33 1 4051 2077
Email: francoise.combes@obspm.fr

Ivan Martí-Vidal
Chalmers University of Technology
Onsala Space Observatory, Onsala, Sweden
Tel.: +46 31 772 5557
Email: ivan.marti-vidal@chalmers.se

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org

Connect with ESO on social media

Toto je překlad tiskové zprávy ESO eso1344. ESON -- ESON (ESO Science Outreach Network) je skupina spolupracovníku z jednotlivých členských zemí ESO, jejichž úkolem je sloužit jako kontaktní osoby pro lokální média.

O zprávě

Tiskové zpráva č.:eso1344cs
Jméno:NGC 1433
Typ:Local Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2013A&A...558A.124C
2013A&A...558A.123M

Obrázky

Galaxie NGC 1433 na složeném snímku z ALMA a HST
Galaxie NGC 1433 na složeném snímku z ALMA a HST
Vzdálená galaxie PKS 1830-211 na složeném snímku z ALMA a HST
Vzdálená galaxie PKS 1830-211 na složeném snímku z ALMA a HST
Nedaleká aktivní galaxie NGC 1433 na složeném snímku ALMA a HST
Nedaleká aktivní galaxie NGC 1433 na složeném snímku ALMA a HST
Pohled teleskopu ALMA na molekulární plyn poblíž středu galaxie NGC 1433
Pohled teleskopu ALMA na molekulární plyn poblíž středu galaxie NGC 1433
Širokoúhlý pohled na galaxii NGC 1433
Širokoúhlý pohled na galaxii NGC 1433
Širokoúhlý pohled na oblohu v okolí vzdálené galaxie PKS 1830-211
Širokoúhlý pohled na oblohu v okolí vzdálené galaxie PKS 1830-211

Videa

VideoZoom: Aktivní galaxie NGC 1433
VideoZoom: Aktivní galaxie NGC 1433
VideoZoom: vzdálená aktivní galaxie PKS 1830-211
VideoZoom: vzdálená aktivní galaxie PKS 1830-211
Představa pozorování gravitačně zobrazené aktivní galaxie pomocí teleskopu ALMA
Představa pozorování gravitačně zobrazené aktivní galaxie pomocí teleskopu ALMA

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.