Magnetická pole u supermasivní černé díry. Kredit: M. Weiss / CfA.

Lidé si obvykle myslí, že černé díry jsou něco jako ohromné vysavače, které vyluxují úplně všechno ve svém okolí, a nemají problém se skladování odpadu. Jenže supermasivní díry v jádrech galaxií jsou spíš gigantické kosmické motory, které přeměňují energii dopadající hmoty na nesmírně intenzívní záři, překonávající všechny hvězdy v širokém okolí dohromady. Když taková supermasivní černá díra rotuje, tak může vytvářet extrémní výtrysky hmoty, polární jety, které se ženou relativistickou rychlostí do vzdáleností tisíců a tisíců světelných let.

Sgr A* v srdci Mléčné dráhy. Kredit: NASA / Wikipedia Commons.

Motory supermasivních černých děr, které se vymykají běžné představivosti, jsou podle odborníků poháněny magnetickými poli. Astrofyzici, které vedl Michael Johnson z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), teď vůbec poprvé detekovali strukturu magnetických polí bezprostředně u horizontu události supermasivní černé díry. Povedlo se jim to samozřejmě u té nejbližší, naší domácí supermasivní černé díry v Mléčné dráze.

Tahle magnetická pole jsme předpovídali už dávno. Zatím nikdo je ale neviděl. Badatelé teď navázali na desetiletí teoretického výzkumu a zakotvili ho solidním pozorováním. Johnson a spol. použili Teleskop Horizontu událostí (Event Horizon Telescope, EHT), tedy globální síť propojených radioteleskopů, které fungují jako jeden obří radioteleskop o velikosti planety Země. 

Submillimeter Array, Mauna Kea. Kredit: Afshin Darian / Wikimedia Commons.

Jak na OSLU nedávno napsal specialista na relativistické jevy v blízkosti černých děr a neutronových hvězd Pavel Bakala z Ústavu fyziky Filozoficko-přírodovědecké fakulty Slezské univerzity v Opavě, od Teleskopu Horizontu událostí čekáme veliké věci. Mimo jiné by s ním mělo být možné pozorovat siluety samotných černých děr. I pozorování magnetických polí supermasivní černé díry Mléčné dráhy, mezi zasvěcenými známé jako Sgr A*, ale není k zahození. Vždyť její horizont událostí by se vešel do prostoru vymezeného oběžnou dráhou Merkuru kolem Slunce a přitom je od nás vzdálená 26 tisíc světelných let.

Soustava ARMA. Kredit: Caltech.

V tomto případě se do sítě pozorování Teleskopu Horizontu událostí zapojila soustava teleskopů Submillimeter Array a teleskop James Clerk Maxwell Telescope na havajské Mauna Kea, teleskop Submillimeter Telescope na Mt. Graham v Arizoně a soustava teleskopů Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy (CARMA) poblíž Bishopu v Kalifornii. Příště by měla být síť Teleskopu Horizontu událostí ještě rozsáhlejší.

Johnsonův tým pozoroval s Teleskopem Horizontu událostí srdce Mléčné dráhy na vlnové délce 1,3 milimetru. Badatelé analyzovali lineární polarizaci pozorovaného záření. Vzhledem k tomu, že polarizované záření Sgr A* vyzařují elektrony obíhající kolem siločar magnetických polí supermasivní černé díry, tak právě toto záření nese informaci o struktuře magnetických polí vesmírného monstra.

Johnson s kolegy zjistil, že v některých oblastech kolem horizontu událostí Sgr A* jsou magnetická pole neuspořádaná, se zašmodrchanými siločárami, a připomínají klubko nudlí. Jinde jsou zase mnohem uspořádanější, třeba tam, kde tryskají polární jety. Také se ukázalo, že magnetická pole supermasivní černé díry se mění jako divá, tak asi jednou za čtvrthodinu. Jak se zdá, s černými dírami si ještě užijeme spoustu zábavy.



Video: The Event Horizon Telescope: Imaging and Time-Resolving a Black Hole

Literatura
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) 3. 12. 2015, Science 350: 1242-1245, Wikipedia (Event Horizon Telescope).