Messier 87 (M87): superobr s první přímo zobrazenou supermasivní černou dírou

Jádro, supermasivní černá díra a snímek EHT

V jádru této neobvykle velké galaxie se nachází neobvykle velká supermasivní černá díra, která je zdrojem silného záření na mnoha vlnových délkách, zejména rádiových vlnách. Hmotnost této černé díry byla přesněji zjištěna díky kombinaci dynamických měření a pozorování Event Horizon Telescope (EHT): její hmotnost se odhaduje na přibližně 6,5 miliardy hmotností Slunce (M☉).

Tato černá díra je první a doposud jedinou černou dírou, kterou se astronomům podařilo přímo zobrazit. Rádiový snímek pořízený dalekohledem Event Horizon Telescope v roce 2017 byl zveřejněn 10. dubna 2019. Na snímku je vidět stín černé díry obklopený emisním prstencem o průměru přibližně 3,36×10⁻³ parseků (≈0,0110 světelného roku). V úhlovém vyjádření má prstencový obraz průměr přibližně 40–42 mikroúhlových vteřin, což odpovídá rozlišení dosaženému sítí radioteleskopů EHT.

Relativistický jet a vícečetné pozorování

Černá díra vyvrhuje proud energetického plazmatu — silný relativistický jet — který je výrazným prvkem M87 a dělá z ní aktivní galaktické jádro (AGN). Jet je pozorován napříč celým spektrem od rádiových vln přes optické až po rentgenové záření a působí na okolní mezihvězdné médium, vytváří rozsáhlé rádio-loby a ohřívá intracluster gas. Jet vystřeluje z jádra nejméně do vzdálenosti ~1 500 parseků (≈5 000 světelných let) a ve větších měřítcích je v rádiu sledovatelný až do stovek kiloparseků.

Na snímcích pořízených Hubbleovým vesmírným dalekohledem v roce 1999 byl pohyb jetu Messiera 87 změřen na čtyř- až šestinásobek rychlosti světla. Tento pozorovaný „nadsvětelný“ pohyb je pravděpodobně optickým klamem způsobeným relativistickou rychlostí jetu a malým úhlem mezi směrem jetu a přímkou pohledu: částice se pohybují rychle blízko rychlosti světla a jejich projekce na oblohu se jeví jako zdánlivě nadsvětelná.

Význam a pozorovatelnost

M87 je silným radiozdrojem pod označením Virgo A a je často studována jako prototyp masivní eliptické galaxie s aktivním jádrem. Je důležitá pro pochopení vzájemného působení supermasivních černých děr, jetů a mezihvězdného prostředí v galaktických halách a kupách galaxií. Díky své relativní blízkosti a velké hmotnosti je M87 jedním z nejlépe prozkoumaných objektů v oblasti výzkumu AGN a dynamiky galaxií.

Pro amatérské pozorovatele je M87 viditelná jako slabá mlhavá skvrna v menších dalekohledech; v silnějším dalekohledu a při dobrých podmínkách je možné zachytit i jasnější jet vycházející z jádra. Díky výrazné radioemisní aktivitě je M87 častým cílem pozorování v rádiu, rentgenovém i optickém pásmu.

Historicky M87 sehrála důležitou roli v rozvoji extragalaktické astronomie — od jejího zařazení Messierem přes objev rozlehlé sférické populace hvězdokup až po moderní zobrazování blízkého okolí horizontu událostí pomocí EHT. Pokračující pozorování a modelování stále doplňují naši představu o tom, jak supermasivní černé díry ovlivňují vývoj a fyzikální vlastnosti svých hostitelských galaxií.