Tajomstvo hviezdy pri čiernej diere v Mliečnej dráhe pomohol objasniť vedec z Česka

Záhadné okolnosti vzniku veľmi mladej hviezdy v blízkosti masívnej čiernej diery v centre našej Mliečnej dráhy objasnil medzinárodný tím vedcov pod vedením Floriana Peißkera z Univerzity v Kolíne nad Rýnom, ktorého súčasťou bol aj Michal Zajaček z Prírodovedeckej fakulty Masarykovej univerzity.

15.03.2023 06:00
hvezda-jpg Foto:
Mladá hviezda X3a v blízkosti masívnej čiernej diery v centre Mliečnej dráhy.
debata (1)
Mladá hviezda X3a v blízkosti masívnej čiernej... Foto: muni.cz
hvezda-jpg Mladá hviezda X3a v blízkosti masívnej čiernej diery v centre Mliečnej dráhy.

Výnimočnosť tejto mladej hviezdy s názvom X3a spočíva v tom, že by podľa doterajších teórií o vzniku hviezd v skutočnosti nemala existovať tak blízko supermasívnej čiernej diery, označovanej aj ako Sgr A*. Štúdia, ktorá vznik objasňuje, bola publikovaná v časopise The Astrophysical Journal vydávanom Americkou astronomickou spoločnosťou.

ladova voda Čítajte aj Celebrity spievajú ódy na ľadové kúpele, vedecké ohlasy sú opatrné

Spektrálne charakteristiky X3a naznačujú, že ide o najťažšiu a zároveň najmladšiu hviezdu, ktorú sa doteraz podarilo objaviť priamo v srdci Mliečnej dráhy. Vzhľadom na vek mladší, než je doba existencie súčasného ľudstva, musela X3a vzniknúť priamo v bezprostrednej blízkosti čiernej diery. Vedci si preto kládli otázku, ako je to možné, keď podmienky v okolí čiernej diery v centre našej Galaxie pôsobia skôr proti vzniku hviezd, ako je naše Slnko. „Všeobecne je okolie čiernej diery považované za veľmi nehostinnú oblasť, ktorá sa vyznačuje vysoko dynamickými procesmi a intenzívnym röntgenovým a ultrafialovým žiarením,“ uvádza jeden z autorov štúdie Michal Zajaček.

Vedci však preukázali, že vo vzdialenosti iba niekoľkých svetelných rokov od čiernej diery sa nachádza oblasť, ktorá veľmi prekvapivo spĺňa podmienky pre vznik hviezd. Táto oblasť v tvare prstenca plynu a prachu, je dostatočne chladná a chránená pred ničivým žiarením. Nízke teploty a vysoké hustoty zaisťujú prostredie, kde môžu vznikať mračná o hmotnosti stoviek hmotností Slnka. Tieto oblaky sa potom veľmi rýchlo pohybujú smerom k čiernej diere vďaka ich vzájomným kolíziám, ktoré odoberajú moment hybnosti. Časové rozmedzie, v ktorom sa tieto mračná približujú k Sgr A*, kolabujú a vytvárajú hviezdy, zodpovedá veľmi dobre veku X3a.

korona hoax Čítajte aj Ako sa baviť o konšpiračných teóriách v piatich jednoduchých krokoch

Vedci tak vysvetľujú vznik X3a scenárom, kedy sa vo vonkajšom prstenci plynu a prachu okolo stredu Galaxie mohol vytvoriť dostatočne hustý oblak, ktorý bol ochránený pred gravitačným vplyvom Sgr A* a intenzívnym žiarením. Oblak s hmotnosťou asi 100 Sĺnk sa vplyvom vlastnej gravitácie zrútil a vytvoril jednu alebo viacero protohviezd. Tento proces predstavoval zrod X3a. Pozorovania ukazujú, že týchto oblakov je veľa a môžu navzájom interagovať. Je preto pravdepodobné, že z času na čas niektorý „spadne“ smerom k čiernej diere. Hviezda X3a sa teda sformovala a vyvinula do takmer dospelej hviezdy práve počas pádu mraku.

„So svojou vysokou hmotnosťou, ktorá sa rovná približne desaťnásobku hmotnosti Slnka, je X3a obrom medzi hviezdami a títo obri sa veľmi rýchlo vyvíjajú a dospievajú. Mali sme šťastie, že sme túto masívnu hviezdu uvideli uprostred cirkumstelárnej hmloviny v tvare kométy práve v tomto zárodočnom štádiu. Následne sme potom identifikovali kľúčové znaky spojené s mladým vekom, ako je kompaktná cirkumstelárna obálka, ktorá okolo nej rotuje,“ upresnil Zajaček.

kozmonaut, konferencia, remek Čítajte rozhovor Remekov let urobil z Československa tretiu krajinu, ktorej občan sa vydal do vesmíru

Vzhľadom k tomu, že podobné prachové a plynné prstence možno nájsť aj v jadrách iných galaxií, môže popísaný mechanizmus fungovať aj v ostatných galaxiách pomerne všeobecne. Veľa galaxií preto môže vo svojich jadrách hostiť veľmi mladé hviezdy. „Detailné pozorovania jadier cudzích galaxií však boli doteraz úplne mimo možnosti aj tých najmodernejších teleskopov. Plánované pozorovania pomocou vesmírneho infračerveného ďalekohľadu Jamesa Webba a Extrémne veľkého ďalekohľadu (Čile) preveria tento model vzniku hviezd nielen v našej Galaxii, ale aj v iných hviezdnych sústavách,“ dodáva Vladimír Karas z Astronomického ústavu AV ČR v Prahe.

V porovnaní s naším Slnkom je X3a asi desaťkrát väčšia a pätnásťkrát ťažšia. V časových intervaloch kratších ako 10 rokov vznikajú v okolí mladej hviezdy veľmi horúce chumáče plynu v dôsledku jej nadzvukovej interakcie s okolitým plynom. Tieto zhluky potom mohli byť kreované hviezdou X3a, čo prispelo k jej vysokej hmotnosti.

covid Čítajte aj Ani po troch rokoch nie je jasný pôvod pandémie COVID-19

Výskyt veľmi mladých hviezd v tesnej blízkosti supermasívnej čiernej diery je známy ako „Paradox mladosti“. Nech už bol proces vedúci k vzniku týchto mladých hviezd akýkoľvek, detekcia ich veľmi rýchleho pohybu umožnila určenie presnej hmotnosti Sgr A* a viedla k dôkazu, že v samotnom strede našej Galaxie sa skrýva temný, kompaktný objekt s hmotnosťou 4 milióny Slnka. Tento úspech bol v roku 2020 ocenený Nobelovou cenou za fyziku.

1 debata chyba
Viac na túto tému: #hviezda #objav #vedci #čierna diera