Čeští vědci zabodovali v NASA. Pomohli s odhalením tajemství černých děr

V srpnu 2023 astronomové objevili nový rentgenový binární systém Swift J1727.8–1613, který vzbudil globální pozornost díky nečekanému vzplanutí. Objekt začal zářit na všech vlnových délkách a stal se jasnějším než Krabí mlhovina. Tento typ chování je u dvojhvězdných systémů běžný, ale tento výbuch byl výjimečný svou intenzitou a relativní blízkostí. Na výzkumu se podílely významné rentgenové observatoře, včetně NASA a italské kosmické agentury, která využívala družici IXPE, vybavenou teleskopem pro měření rentgenové polarizace.

Polarizace rentgenového záření je klíčovým nástrojem pro studium okolí černých děr, protože ukazuje na strukturu hmoty a záření, které silná gravitace černé díry ovlivňuje. Na průlomu se podíleli také Češi, jak píše samotná NASA. První studie vedená Jiřím Svobodou z Astronomického ústavu Akademie věd České republiky ukázala, že během přechodu mezi tvrdým a měkkým spektrálním stavem došlo k významným změnám v polarizaci záření. Tvrdý stav dominoval zářením z koróny, zatímco v měkkém stavu vycházelo více fotonů přímo z akrečního disku. Změny v polarizaci potvrzují změny v geometrii a distribuci hmoty u černé díry.

Druhá studie, vedená Jakubem Podgorným, se zaměřila na obnovení polarizace po přechodu systému zpět do tvrdého stavu. Přestože bylo očekáváno, že jasnost záření klesne, návrat polarizace k původnímu stavu byl překvapivý. Tento jev naznačuje, že struktura koróny a akrečního disku zůstává stabilní i po změnách v energetickém spektru. Jakub Podgorný poukázal na to, že geometrie koróny se v tomto tvrdém stavu prakticky nezměnila, což je novým poznatkem v oblasti studia černých děr.

Tento objev ukazuje, jak analýza rentgenové polarizace poskytuje cenné informace o fyzikálních procesech v okolí černých děr. Výsledky studií napomáhají hlubšímu pochopení interakcí mezi černými dírami a okolním materiálem, což je klíčové pro další výzkum v této oblasti. Michal Dovčiak, vedoucí pracovní skupiny IXPE, zdůraznil, že k úplnému pochopení konfigurace v blízkosti černých děr bude třeba pokračovat v pozorováních a studiu dalších podobných objektů.

Tento výzkum představuje zásadní krok k rozluštění tajemství černých děr, přičemž výsledky ukazují, že rentgenová polarizace je neocenitelným nástrojem pro analýzu chování těchto extrémních objektů. Budoucí pozorování v této oblasti mohou přinést nové, revoluční poznatky, které zásadně změní naše chápání fyziky černých děr a jejich vlivu na okolní vesmír.