Hubbleův teleskop
Gravitační čočka umožnila pozorovat hmotu padající do černé díry

Černé díry jsou neviditelné, přesto mají na svědomí jedny z nejjasnějších úkazů ve vesmíru. Hmota přitahovaná jejich gravitací po spirále k povrchu černé díry se zrychluje, zahřívá a intenzivně září. Astronomové tomuto úkazu říkají kvazar. Hubbleův vesmírný teleskop nyní díky efektu gravitační čočky pozoroval poprvé jeden z kvazarů v tak vysokém rozlišení, že bylo možné určit jeho rozměry a teplotu jednotlivých částí.

Kvazary jsou kosmické objekty zářící více než celá galaxie se stovkami miliard hvězd. V průměru mají řádově stovky miliard kilometrů, ale jsou od nás miliardy světelných let daleko, takže jsou přes své rozměry a jasnost obtížně pozorovatelné. Astronomové o nich proto mnoho nevědí a z velké části se spoléhají na teoretické výpočty. Přímé pozorování, které obstaral Hubbleův teleskop, je pro ně nesmírně cenné.

Lupa z gravitace

Z Einsteinovy obecné teorie relativity vyplývá, že hmotný objekt (například galaxie nebo jejich shluk) ohýbá ve svém okolí působením gravitace elektromagnetické záření podobně jako optická čočka. Tělesa za těmito objekty se proto pozorovateli jeví větší, než jaká jsou ve skutečnosti.

V případě, že jsou pozorovatel, čočka a pozorovaný objekt přesně v přímce, objekt se jeví jako souvislé okruží čočky, protože záření ji "obtéká" ze všech stran. Pokud se pozorovatel dívá z mírného úhlu (což platí ve většině případů), vidí dva nebo více obrazů kolem čočky.

Barvy jako teploměr

Gravitační čočka tvořená galaxií ležící mezi kvazarem a Zemí tentokrát pomohla pozorovat nejen kvazar jako celek, ale odhalit i detaily v rozlišení, které je na vzdálenost miliard světelných let srovnatelné s pozorováním jednotlivých zrnek písku na povrchu Měsíce.

Když totiž jednotlivé hvězdy v galaxii křížily dráhu paprskům přicházejícím od kvazaru, jejich gravitační působení postupně zesilovalo záření z různých částí kvazaru. To umožnilo získat informace o vlnové délce tohoto záření. A z vlnové délky lze odvodit teplotu hmoty v příslušné části kvazaru.

Takto získané informace poslouží k lepšímu pochopení způsobu, jímž černá díra přitahuje hmotu ze svého okolí.