Neostrý, ale unikátní. Astronomové zveřejnili první snímek černé díry

Na vědeckých tiskových konferencích se nestává často, aby se řečník zajíkal slzami dojetí. Na prezentaci projektu Event Horizon Telescope (EHT) ve středu 10. dubna se to stalo hned několikrát. A několika různým vystupujícím.

Jak vyfotit černou díru První snímek černé díry vznikl díky existenci virtuálního teleskopu s anténou velkou téměř jako planeta Země.

Emoce jsou na místě, když si uvědomíme, že oznámení bylo nejen výsledkem několikaleté práce týmu EHT, ale také poslední stovky let vývoje astrofyziky. Na začátku 20. století přišel Albert Einstein s teorií relativity. Podle ní může být gravitace mimo jiné tak velká, že dokáže zastavit i světlo, tedy umožnit vznik černé díry.

Hned po začátku středeční tiskové konference šéf a duchovní otec projektu Heino Falcke odhalil první snímek černé díry. Konkrétně jde o fotografii masivní černé díry v jádru galaxie M87, která leží zhruba 54 milionů světelných let od nás.

Hmotnost černé díry se dá určit na přibližně 6,5 miliard Sluncí, její průměr odpovídá průměru Sluneční soustavy. „Nevěřil jsem, že může být tak hmotná, dokud jsme ji nezměřili,“ řekl Falcke. Výsledky pozorování shrnuje šest prací, které jsou dostupné z této stránky.

Pro Einsteina by bylo jistě povzbudivé, že pozorovaný objekt velmi dobře odpovídá předpovědím jeho teorie. Výsledný snímek velmi dobře odpovídá i modelu, který tým EHT vytvořil na základě předběžných pozorování.

Světlejší oblast na spodní části snímku podle modelů jasně ukazuje, že hmota kolem objektu rotuje, a to ve směru hodinových ručiček. V tuto chvíli není jasné, zda rotuje samotná černá díra, ale dá se to předpokládat, protože nerotujících černých děr by mělo být poměrně málo (cca pět procent).

Byť se snímek jeví velmi jednoduchým, pohyb světla v oblasti je přece je podstatně méně přímočarý, než jsme zvyklý. Podle dnešních předpokladů by například měla být černá díra „obalena“ vrstvou zářícího materiálu, takže by měla být vidět jako zářící koule. Ovšem ohyb světa v jejím gravitčním poli z ní dělá černý kruh se světlými okraji. 

Pozorování probíhalo čtyři dny v dubnu 2017. Během něho se žádná z důležitých charakteristik objektu (velikost, jas atp.) nezměnila. EHT měl vytipované dva cíle: černou díru v galaxii M87 a černou díru v jádru naší galaxie (známá jako Sagittarius A* ). Sledování se soustředilo na černou díru v jádru M87, protože první výsledky ukázaly, že její pozorování má větší naději na úspěch.

Tato černá díra je sice asi tisíckrát vzdálenější nežli černá díra v naší galaxii, je však zhruba tisíckrát hmotnější a ve výsledku je její obraz při pohledu ze Země stejně veliký. Protože je o tolik hmotnější a stabilnější, během dlouhého pozorování (jedno trvá osm hodin) se méně hýbe a výsledný obraz je tedy ostřejší.Tým však aktuálně zpracovává i výsledky pozorování černé díry v jádru naší galaxie, výsledky z něj také zveřejní.

Analýza dat z pozorování zveřejněním prvního snímku rozhodně nekončí. Jak zaznělo na tiskové konferenci, v datech se skrývají další informace. Například údaje o magnetickém poli v okolí černé díry. Ty by mělo být možné z dat získat poté, co se z nich odstraní nepolarizované záření.

EHT v budoucnu zcela jistě dozná mnoha změn. Rozlišovací schopnost dalekohledu na danou vzdálenosti není taková, jak by si vědci přáli. V současnosti probíhá další modernizace a doplňování teleskopu. V příštích letech bychom se měli dočkat výrazně lepších snímků s vyšším rozlišením.

A to není vše. „Abychom dohlédli na další černé díry, budeme potřebovat teleskop větší než Země (EHT měl díky triku anténu zhruba o průměru naší planety), a to jde jedině ve vesmíru. Během několika týdnů očekávejte práce, které ukážou, jak by se to dalo udělat,“ prohlásil Falcke.