Mieri priamo na nás. V našej galaxii objavili desivý lúč z čiernej diery

Vesmír dokáže pripraviť scenáre, ktoré znejú ako z katastrofického filmu. Medzinárodný tím astronómov zaznamenal prelomový úspech, keď v našej domovskej galaxii Mliečna cesta objavil čiernu dieru chrliacu hmotu priamo naším smerom. Ide o vôbec prvý potvrdený mikroblazar v histórii pozorovania, ktorého prúd častíc smeruje priamo na našu planétu.

Tento extrémny binárny systém leží vo vzdialenosti približne 12 000 svetelných rokov od Zeme a nesie označenie IRAS 18293-0941. Zatiaľ čo supermasívne čierne diery v stredoch cudzích galaxií bežne vytvárajú obrovské blazary, objaviť menšiu hviezdnu verziu priamo v našom kozmickom susedstve sa vedcom doteraz nikdy nepodarilo. Žiadne bezprostredné nebezpečenstvo nám nehrozí, no pre vedu ide o mimoriadny objav.

Fascinujúce procesy vo vesmíre nám neustále pomáhajú pochopiť, ako fungujú základné stavebné kamene nášho okolia, podobne ako keď vzorky zo známeho asteroidu odhalili tajomstvo vzniku Zeme.

Kozmické monštrum ukryté za prachom

Objekt IRAS 18293-0941 bol v katalógoch zapísaný už celé desaťročia, no dlho unikal hlbšej pozornosti astronómov. Dôvodom bolo obrovské množstvo medzihviezdneho prachu, ktoré tlmilo jeho svetlo v bežnom optickom spektre. Systém tak bol pre bežné optické teleskopy prakticky neviditeľný a desiatky rokov ležal nepovšimnutý.

Vedecký tím pod vedením Josepa Martího z univerzity v Jaéne si však všimol jemné periodické blikanie. Následné analýzy potvrdili, že systém tvorí hviezdna čierna diera a sprievodná hviezda, ktorá ju obehne raz za 11,38 dňa. Gravitácia čiernej diery z tejto hviezdy neustále strháva hmotu a vytvára rotujúci akrečný disk.

Hmota v disku dosahuje obrovské teploty a časť z nej je magnetickými poľami vystreľovaná do priestoru vo forme dvoch opačne orientovaných prúdov. Tieto relativistické výtrysky dosahujú neuveriteľnú rýchlosť rovnajúcu sa 75 % rýchlosti svetla.

Prúd mieriaci priamo na Zem

Kľúčovým zistením bolo presné smerovanie týchto výtryskov. Jeden z prúdov mieri prakticky priamo do nášho zorného poľa, čo z tohto systému robí plnohodnotný mikroblazar. Práve vďaka geometrii zameranej priamo na nás dochádza k efektu relativistického zosilnenia žiarenia, čo astronómom umožnilo zachytiť jeho rádiové signály.

Existenciu druhého prúdu, ktorý mieri presne opačným smerom, vedci potvrdili nepriamo. Tento prúd naráža do neďalekého molekulárneho mračna plynu a prachu, v ktorom doslova vyfúkol gigantickú bublinu. Energia nárazu materiál zahrieva a spôsobuje, že plynové mračno jasne žiari.

Kombináciou údajov zo satelitu Gaia a rádioteleskopickej siete European VLBI Network vedci vylúčili možnosť, že ide o vzdialenú galaxiu v pozadí. Dáta jednoznačne potvrdili, že zdroj výtrysku je pevnou súčasťou tohto hviezdneho systému v Mliečnej ceste.

Najvýkonnejší urýchľovač častíc v okolí

Zrážka opačného prúdu s okolitým molekulárnym plynom vytvára extrémne podmienky, ktoré vedcom vyrazili dych. Oblasť stretu funguje ako gigantické kozmické laboratórium a generuje vysokoenergetické gama žiarenie. Prúd častíc pôsobí ako prírodný urýchľovač, ktorý ďaleko prekonáva akékoľvek pozemské zariadenia.

Vedci odhadujú, že častice v tejto zóne môžu dosahovať energie na úrovni petaelektrónvoltov (PeV), čo predstavuje až 10¹⁵ elektrónvoltov. IRAS 18293-0941 sa tak okamžite zaradil medzi najvýkonnejšie známe urýchľovače častíc v našej galaxii.

Ako poznamenali autori štúdie prijatej v prestížnom časopise Astronomy & Astrophysics, elegancia celého systému spočíva v oddelení motora a terča. Čierna diera funguje ako motor dodávajúci kinetickú energiu a vzdialené mračno funguje ako plátno, ktoré túto energiu premieňa na žiarenie.

Potvrdenie teórie po tridsiatich rokoch

Existenciu mikroblazarov predpovedali teoretickí astrofyzici už pred viac ako 30 rokmi. Celé dekády však chýbal hmatateľný dôkaz, pretože zachytiť úzky prúd častíc namierený presne na Zem si vyžaduje mimoriadnu geometrickú náhodu.

Tento prelomový objav poskytuje astronómom jedinečnú príležitosť skúmať dynamiku relativistických prúdov v reálnom čase. V porovnaní s gigantickými blazarmi v jadrách cudzích galaxií, kde zmeny trvajú tisíce rokov, sa procesy v mikroblazaroch odohrávajú v škálach dní a týždňov.

Vedci plánujú v nasledujúcich mesiacoch pokračovať v detailnom mapovaní systému pomocou najmodernejších rádioteleskopov. Chcú presnejšie pochopiť, ako prúd častíc interaguje s okolitým prostredím a koľko podobných skrytých objektov sa ešte môže ukrývať v našej Mliečnej ceste.

Nová kapitola v skúmaní Mliečnej cesty

Objav objektu IRAS 18293-0941 ukazuje, že aj v dôverne známych oblastiach našej galaxie stále existujú extrémne úkazy, ktoré čakajú na odhalenie. Moderná technika a citlivé detektory otvárajú dvere k pozorovaniu javov, ktoré boli v minulosti skryté za hustými závojmi kozmického prachu.

Štúdium mikroblazarov nám pomôže lepšie porozumieť tomu, ako čierne diery ovplyvňujú svoje okolie a ako prispievajú k obohacovaniu medzihviezdneho priestoru o vysokoenergetické častice. Naša galaxia sa opäť ukázala ako oveľa dynamickejšie a divokejšie miesto, než sme si mysleli.

Pre vedu ide o obrovský míľnik. Získali sme laboratórium pod holým nebom, ktoré umožní testovať fyzikálne zákony v podmienkach, aké na Zemi nikdy nedokážeme nasimulovať.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda