Zvláštne výtrysky čiernych dier
Valentín Korinek - 2020-07-09

Z niektorých čiernych dier vystreľujú výtrysky podobné zvonom, viď ilustrácia umelca.

Vysokoenergetické plazmové výtrysky supermasívnych čiernych dier v centrách galaxií sa podobajú nohaviciam do zvonu, ktoré boli v móde počas 70-tych rokov minulého storočia. Je to možno zvláštne, ale tento tvar môže pomôcť astrofyzikom odhaliť podrobnosti o čiernych dierach.
V oblasti výtryskov pri čiernych dierach dochádza k tzv. geometrickému prechodu, pri ktorom  dokážeme lepšie porozumieť vlastnostiam čiernej diery.


Väčšina galaxií vo vesmíre je hostiteľom supermasívnych čiernych dier v ich centrách. Niektoré z týchto čiernych dier aktívne pohlcujú okolitý horúci disk plynu a prachu a následne strieľajú do vesmíru dvojité prúdy vysokoenergetických častíc. Tieto čierne diery  a disky okolo nich nazývame aktívne galaktické jadrá (*AGN).


Pozorovania výtryskov dlho naznačovali, že majú tvar kužeľa, pričom častice vystreľujú v opačných smeroch kolmo na disk prachu a plynu v rovnakých prúdoch. V posledných rokoch pozorovania ukázali, že niektoré trysky pri disku majú parabolický tvar, čo znamená, že strany sú mierne zakrivené.


V roku 2012 astrofyzici uviedli, že výtrysk z neďalekej galaxie M87  (ktorej čierna diera sa stala prvou fotografiou v roku 2017) začína parabolicky a v určitej vzdialenosti sa tvaruje do kužeľa. Vedci teda začali skúmať publikované pozorovania 367 AGN vo vesmíre v priebehu posledných 20 rokov. Na základe týchto pozorovaní vytvorili počítačový algoritmus vyhľadávajúci na dostupných obrázkoch  zmeny tvaru výtryskov.


Z týchto pozorovaní malo iba 10 výtryskov zvonový tvar. Všetky však boli prekvapivo blízko Zeme, do miliardy svetelných rokov.  Pokiaľ by sme mali ďalekohľady na tento typ pozorovaní s lepším rozlíšením, takéto zmeny tvaru by sme mohli nájsť aj pri vzdialenejších aktívnych galaxiách (AGN). Ako sa z viacerých pozorovaní zistilo, tieto prechody zmeny tvaru od disku smerom von sú pre AGN typické.


Vo vedeckom svete rastie teda spoločný názor, že  prúdy AGN majú podobný vývoj. Rozšírenie zbierky kandidátov známych výtryskov je významný krok.


Prechody z paraboly do kužeľa by mohli mať na svedomí výtrysky z čiernych dier,  kde magnetické polia v disku okolo čiernej diery urýchľujú častice výtryskov von. Materiál medzigalaktického priestoru obklopujúci výtrysk tiež vyvíja tlak, a tak udržuje častice viazané v pevnom stĺpci. V určitej vzdialenosti od čiernej diery potom tieto magnetické polia a vonkajší tlak prestanú pôsobiť a na tvar výtrysku to má obrovský vplyv. Častice sa následne vznášajú v priamych líniách a prirodzene vytvárajú kužeľový tvar.

*Aktívne galaktické jadro je kompaktná oblasť v strede galaxie, ktorá má oveľa vyššiu než normálnu svietivosť na určitej časti elektromagnetického spektra s charakteristikami naznačujúcimi, že svietivosť nie je produkovaná hviezdami. Galaxia obsahujúca takéto jadro sa nazýva „aktívna galaxia“. Nehviezdne žiarenie z AGN je dôsledkom hromadenia hmoty superhmotnou čiernou dierou v strede hostiteľskej galaxie. AGN sú najžiarivejšími perzistentnými zdrojmi elektromagnetického žiarenia vo vesmíre a ako také sa môžu použiť ako prostriedok na objavovanie vzdialených objektov; ich vývoj ako funkcia kozmického času tiež obmedzuje modely vesmíru. Najaktívnejšie aktívne jadrá sa klasifikujú ako kvazary. AGN s prúdom nasmerovaným na Zem, nazývame Blazar.