Černé díry zkoumají i čeští vědci. Svět s nimi počítá pro přelomový projekt

Zuzana Hronová Zuzana Hronová
4. 5. 2019 6:40
Vědci z Akademie věd ČR se budou podílet na zkonstruování dosud největšího přístroje, jaký byl kdy pro vědecký výzkum ve vesmíru navržen. Mají za úkol sestavit řídicí jednotku jednoho z přístrojů na evropské družici Athena, která by se do vesmíru měla podívat v roce 2031. Kolegové z astronomického ústavu se pak budou podílet na výzkumu černých děr, temné hmoty či vzniku galaxií a galaktických kup.
Rentgenový dalekohled Athena
Rentgenový dalekohled Athena | Foto: ESA

Čeští astronomové a fyzikové se stanou důležitou součástí projektu Evropské vesmírné agentury (ESA), který má být jedním z pilířů moderní astronomie. Zkonstruují řídicí jednotku hlavního vědeckého přístroje na doposud největším evropském zařízení, které kdy bylo pro výzkum kosmu navrženo.

Tím přístrojem má být hlavní rentgenový detektor (X-IFU) a velkou "vesmírnou laboratoří" pak vesmírný dalekohled Athena, s plánovaným rozpočtem přesahujícím miliardu eur, jak pro vědecký přístroj X-IFU, tak i pro samotnou družici Athenu.

"Jedná se o stovky kilogramů těžké zařízení, na kosmické poměry obrovský přístroj, zřejmě nejsložitější, jaký kdy ESA vyvíjela," popisuje detektor X-IFU jeden z vedoucích členů českého týmu Jan Souček z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd. "K tomuto systému budeme vyvíjet něco, co by se dalo přirovnat k řídicí jednotce v automobilu."

Modul nazvaný Remote Terminal Unit má za úkol monitorovat správnou funkci a provozní parametry některých částí detektoru. "Bude regulovat chladicí systém či ovládat a nastavovat parametry elektroniky, zodpovědné za vyčítání obrazu z detektoru. K jeho funkcím patří i další servisní úkony, například po startu družice otevře dveře detektoru," popisuje Jan Souček.

Na projektu spolupracuje Astronomický ústav AV ČR a Ústav fyziky atmosféry AV ČR. Český tým se stane součástí vědeckého konsorcia mise a bude mít exkluzivní přístup k získaným datům.

Češi ví, jak vypadá záření z okolí černých děr

Přizvání Čechů k prestižnímu projektu se podařilo hlavně díky dobrému renomé astronomického ústavu v oblasti modelování záření v silném gravitačním poli a při vysokých rychlostech.

"Máme zázemí v oblasti teorie, popisující, jak záření z okolí černých děr vypadá. Vytváříme teoretické modely, které pak uplatňujeme při zpracování rentgenových pozorování," vysvětluje Jiří Svoboda, vedoucí výzkumného týmu z astronomického ústavu.

K plnohodnotné účasti v konsorciu bylo třeba zajistit hardwarový příspěvek k vybudování detektoru a za tímto účelem spojil astronomický ústav síly s ústavem fyziky atmosféry, který má bohaté zkušenosti s vývojem elektroniky pro umělé družice a kosmické sondy a také má vlastní vědecký zájem na této misi, zaměřený na pozorování Jupiteru, Marsu a dalších objektů sluneční soustavy v rentgenové části spektra.

Země, která přispěje svým hardwarem a stane se tak členem konsorcia, pak bude moci například spolurozhodovat o tom, co přesně by měl detektor pozorovat.  Na projektu se podílí celkem třináct evropských zemí a jejich práci koordinuje francouzský vědecký tým z laboratoře IRAP v Toulouse s podporou francouzské kosmické agentury CNES.

Startovat se má v roce 2031

Start mise Athena se plánuje na rok 2031 a vědci se netají vysokými ambicemi včetně zmiňovaného výzkumu černých děr, které jsou po nedávném pořízení prvního snímku tohoto tajemného objektu celosvětovým vesmírným hitem.

"Athena by nám mohla pomoci odhalit, jak černé díry vznikají. Její citlivý rentgenový detektor dokáže zachytit i mnohem slabší zdroje rentgenového záření, a tudíž pozorovat i mnohem vzdálenější objekty. Pomůže nám také odhalit, jak vznikaly velké struktury hmoty, které ve vesmíru pozorujeme - tedy jak se formují galaxie do galaktických kup, které pak vytvářejí kosmické pavučiny," vysvětluje Jiří Svoboda. Podle něj by díky nové družici mohli vědci přijít na to, jakou roli při vzniku těchto struktur hrála temná hmota, a možná i poodhalí její původ.

Nová družice by totiž měla dokázat mnohem přesněji určit energii každého fotonu, který zachytí, a to až s padesátkrát vyšší přesností, než umožňují současné rentgenové detektory. Pomocí těchto parametrů lze určit například složení horkého plynu v mezigalaktickém prostoru či v centrech galaxií a pomůže odhalit samotné záření z těsné blízkosti černých děr, které je klíčem k jejich lepšímu poznání.

Český výzkum černých děr má už tradici

Zkoumání černých děr má již nyní tradici na astronomickém ústavu, který se jimi zabývá v oblasti teoretického bádání i prostřednictvím současné rentgenové družice Evropské vesmírné agentury XMM-Newton. "Hmota je urychlená na vysoké rychlosti a zahřátá na vysoké teploty. Dochází tedy k velkému uvolňování energií, a proto je záření tak energetické, že jej pozorujeme zejména v rentgenovém oboru," vysvětluje pozorované dění v blízkosti černých děr Jiří Svoboda.

Projekt Athena je zatím na samotném počátku. V následujících třech letech budou čeští vědci v rámci mezinárodního konsorcia specifikovat funkce a technické vlastnosti řídicí jednotky a její interakci s ostatními součástmi přístroje, vyvíjenými v dalších dvanácti zemích. Do roku 2021 také musí přijít s prototypem, na kterém se poprvé ověří správnost navrženého technického řešení. Na konci této fáze projde návrh celé družice kontrolním procesem, kdy se ukáže, jak bude vše dohromady fungovat a zda technický návrh splňuje všechny požadavky.

"Až tehdy bude definitivně potvrzeno, že Athena opravdu poletí a že do projektu Evropská vesmírná agentura vloží onu miliardu eur," říká Jan Souček. "Zatím se ještě nestalo, že by byl takto velký projekt v tomto bodě zastaven, ale ESA může požadovat podstatné změny a případně zpozdit start," dodává.

Video: Vědci ukázali první snímek černé díry. Je těžká jako miliarda Sluncí, popisuje Bursa

Jsem spokojený s tím, že Einsteinova teorie relativity zjevně funguje, těšil jsem se, že bude vypadat přesně takhle, říká Michal Bursa z Akademie věd. | Video: Emma Smetana
 

Právě se děje

před 50 minutami

Na Aljašce udeřilo zemětřesení, úřady varují před vlnou tsunami

Americké úřady vydaly varování před ničivou vlnou tsunami poté, co Aleutské ostrovy ležící u Aljašky postihlo silné zemětřesení, dosahující podle americké geologické služby síly 7,5 stupně. Oznámily to dnes tiskové agentury.

Výstraha amerického střediska pro varování před tsunami se týká měst Sand Point a Cold Bay na Aleutách a města Kodiak na stejnojmenném ostrově, poznamenala agentura Reuters s tím, že tato města leží v řídce osídlené oblasti.

Epicentrum zemětřesení se nalézalo 94 kilometrů jihovýchodně od Sand Point. Otřesy vycházely z hloubky 41 kilometrů.

Zdroj: ČTK
před 1 hodinou

Egypťan Bahader je v téměř 75 letech fotbalovým rekordmanem

Egypťan Ezzeldin Bahader byl krátce před 75. narozeninami zapsán do Guinnessovy knihy rekordů jako nejstarší profesionální fotbalista na světě. Podle agentury Reuters získal tento primát po sobotním zápase v egyptské třetí lize, v níž podruhé nastoupil za tým 6th October a znovu odehrál celých 90 minut.

První duel zvládl Bahader v březnu, kdy dokonce skóroval z penalty, a pak na potřebný další start čekal déle, než myslel, protože sportovní svět zastavila pandemie koronaviru. O rekord dědeček šesti vnoučat nyní připravil Izraelce Isaaka Hayika. Ten ještě loni hrál ve věku 73 let, a to jako brankář. Hadaderovi bude pětasedmdesát let 3. listopadu.

Zdroj: ČTK
před 4 hodinami

Spojené arabské emiráty ratifikovaly dohody o normalizaci vztahů s Izraelem

Kabinet Spojených arabských emirátů dnes ratifikoval dohodu o navázání plnohodnotných diplomatických vztahů s Izraelem, kterou zástupci obou zemí podepsali ve Washingtonu v září. Informovala o tom agentura Reuters. Izraelská vláda a parlament dohodu se SAE ratifikovaly minulý týden.

Zdroj: ČTK
Další zprávy