Michal Zajaček z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity se v rámci projektu JUNIOR STAR zabývá výzkumem supermasivních černých děr v galaktických jádrech. Jeho tým zkoumá vzájemné působení mezi hvězdami a černými dírami – jak hvězdy ovlivňují aktivitu černých děr a jak černé díry působí na své okolní hvězdy. Jeho výzkum by mohl mít klíčový význam pro pochopení fungování a vývoje galaxií.
Dalekohled jako odrazový můstek
Zájem o vesmír a neznámo, které se s ním pojí, vzbudily v doktoru Zajačekovi poprvé snímky planet a měsíců Sluneční soustavy, které jako dítě objevil v encyklopedii. „Zlom nastal, když jsem dostal svůj první malý dalekohled. Ten mi otevřel nový svět a umožnil zkoumat noční oblohu podrobněji,“ vzpomíná řešitel projektu JUNIOR STAR. Tento zájem ho přivedl ke studiu astrofyziky, v rámci něhož se nejprve zaměřil na pozdní velké bombardování Sluneční soustavy a později na střed Mléčné dráhy. Během doktorského studia na univerzitě v Kolíně nad Rýnem se pak ponořil do studia černých děr. Dnes působí na Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity, kde se zaměřuje právě na výzkum těchto záhadných objektů.
Černé díry v srdcích galaxií
V rámci projektu JUNIOR STAR se vědecký tým doktora Zajačeka zaměřuje na interakci hvězd s okolím supermasivních černých děr v galaktických jádrech. Tyto černé díry, které mají hmotnost od milionů až po miliardy Sluncí, nejsou osamocené. Obklopuje je oblast plná hvězd, tzv. nukleární hvězdokupa. Stejný fenomén pozorujeme i v centru naší Mléčné dráhy, kde mezi miliony hvězd můžeme příležitostně zaznamenat aktivitu černé díry, která se projevuje erupcemi energie. „Cílem našeho výzkumu je pochopit, jakým způsobem hvězdy ovlivňují aktivitu černých děr a jak černé díry naopak působí na hvězdy ve svém okolí. Tento proces je zásadní pro pochopení vývoje galaxií, neboť černé díry a hvězdy spolu tvoří vzájemně propojený systém, který může ovlivnit i vznik nových hvězd,“ vysvětluje doktor Zajaček.
Lepší pochopení vesmíru
Projekt může přinést zásadní vhled do procesů, které probíhají v galaktických jádrech – tedy v nejhlubších částech galaxií. Některé galaxie vykazují vysokou aktivitu – jejich černé díry pohlcují velké množství hmoty a intenzivně září, zatímco jiné, jako naše Mléčná dráha, mají klidnější jádra. Rozdíly v aktivitě těchto černých děr a jejich vliv na růst a vývoj galaxií jsou jednou z hlavních záhad, které vědci zkoumají. „Z minulých studií víme, že zvýšená aktivita supermasivních černých děr může utlumit tvorbu hvězd v dané galaxii, což významně ovlivňuje její celkový vývoj,“ říká Zajaček. Výzkumný tým se nyní zaměřuje na teorii, že hvězdy mohou nejen zpomalit aktivitu černých děr, především v důsledku výbuchů supernov, ale také ji znovu nastartovat. „Zjistili jsme, že hvězdy, které obíhají velmi blízko černé díry, mohou část své hmoty přenášet do okolí černé díry, a tím zásadně ovlivňovat její aktivitu,“ dodává Michal Zajaček, který za svou práci v letošním roce obdržel cenu MUNI Scientist Grantové agentury Masarykovy univerzity.
Spolupráce napříč kontinenty a vývoj nového dalekohledu
Výzkum supermasivních černých děr vyžaduje sledování těchto často extrémně vzdálených objektů pomocí různých druhů pokročilých teleskopů, které operují na rozdílných vlnových délkách. Spolu s kolegy z Masarykovy univerzity a Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu pracuje doktor Zajaček na vývoji prvního českého vesmírného dalekohledu QUVIK, který bude vesmír zkoumat v ultrafialových vlnových délkách. V případě úspěchu by se jednalo o průlomovou technologii českého kosmického výzkumu.
Na řešení projektu JUNIOR STAR se kromě českých a slovenských výzkumníků podílejí také přední světoví odborníci. Mezi nejvýznamnějšími partnery jsou experti z Německa, USA, Velké Británie nebo Číny. Společným úsilím odhalují záhady vesmíru, který se stále ukazuje jako fascinující a plný neprobádaných tajemství.
RNDr. Michal Zajaček, Ph.D., (třetí zleva) se svým týmem
JUNIOR STAR
Granty JUNIOR STAR jsou určeny pro excelentní začínající vědce, kteří získali titul Ph.D. před méně než 8 lety a kteří již publikovali v prestižních mezinárodních časopisech a mají významnou zahraniční zkušenost. Díky pětiletému financování s možností čerpat až 25 milionů Kč umožňují granty JUNIOR STAR vědecké osamostatnění a případné založení vlastní výzkumné skupiny. Na podporu dosáhne pouze zlomek podaných projektů. Pro rok 2024 bylo podpořeno pouze 17 z celkových 175 návrhů projektů.