Černá díra s červeným obrem. Kredit: Jason Shults / Ohio State University.

Na černé díry nejdřív nikdo nevěřil, pak se jich všichni báli a nakonec se staly běžnou součástí našeho vnímání vesmíru. Už jsme si zvykli na to, že černé díry do naší reality patří, i když zatím ještě moc nechápeme, jak vlastně fungují a co je uvnitř. Vědci je považují za natolik důležité, že se teď pokoušejí sestavit přehled všech černých děr v Mléčné dráze.

Zároveň se ale ukazuje, že v poznání černých děr máme závažné nedostatky. Todd Thompson z americké Ohio State University a jeho kolegové tvrdí, že jsme nejspíš přehlíželi celou třídu černých děr, které by měly být menší, než nejmenší z doposud známých černých děr. Jejich výzkum v těchto dnech uveřejnil časopis Science.

Todd Thompson. Kredit: Ohio State University.

Nepočítáme-li supermasivní černé díry, po dlouhou dobu jsme věděli jen o takových černých dírách, jejichž hmotnost odpovídá zhruba 5 až 15 Sluncím. Největší známé neutronové hvězdy přitom mají hmotnost asi 2,1 Sluncí a podle stávajících teorií už o mnoho větší být nemohou. Gravitační observatoř LIGO před časem úspěšně detekovala splynutí dvou černých děr, jejichž hmotnost odpovídala asi 31 a 25 Sluncím. Kromě lovců gravitačních vln tehdy jásali i odborníci na černé díry. Byl to první solidní důkaz, že takto hmotné černé díry skutečně existují.

Thompson a další astrofyzici podezřívali černé díry hvězdných velikostí, že mohou mít větší hmotnost, než výše zmíněných 15 Sluncí. Observatoř LIGO jim to pěkně potvrdila. Teď ale ještě zbývalo jedno „okno“ ve velikosti černých děr, v němž jsme zatím žádné černé díry nepozorovali. V tomto „okně“ by přitom měly být černé díry těžší než neutronové hvězdy a lehčí, než nejmenší známé černé díry. Jak je ale najít?

Systém ASAS-SN. Kredit: ASAS-SN.

Thompsonův tým použil k výzkumu data projektu APOGEE, čili Observatory Galactic Evolution Experiment. Tento experiment získal spektra záření asi 100 tisíc hvězd z Mléčné dráhy. Z dat je přitom možné vyčíst, za hvězda náhodou nemá hvězdného společníka, kterého není možné zachytit obvyklým postupem. Thompson s kolegy data projektu APOGEE analyzovali, postupně zužovali výběr, a vytipovali 200 hvězdných systémů, které pro ně mohly být zajímavé.

Vybrané hvězdy badatelé prohnali systémem ASAS-SN, čili All-Sky Automated Survey for Supernovae. Ten provozují na Ohio State University a již zachytil asi 1 000 supernov. Ve výsledných datech objevili červeného obra, kolem něhož obíhá cosi, co není vidět. A tohle „cosi“ je podle všeho menší, nežli nejmenší z doposud známých černých děr a zároveň větší, než největší známé neutronové hvězdy. Jde o hvězdný systém 2MASS J05215658+4359220 (neboli J05215658) v souhvězdí Vozky.
Po dalších výpočtech a pozorování zařízení Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph observatoře Fred Lawrence Whipple Observatory (FLWO) v jižní Arizoně, a také vesmírné observatře Gaia, dospěli badatelé k závěru, že jde o černou díru s hmotností asi 3,3 Sluncí. Jestli mají pravdu, tak jsme objevili doposud neznámou populaci velmi malých černých děr.

Video:  ASC Science Sundays: Todd Thompson - The Fantastic Forge


Literatura
Ohio State University 31. 10. 2019, Science 366: 637–640.