Kupa Abel 2261. Uprostřed centrální eliptická galaxie. Kredit: X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/K. Gültekin; Optical: NASA/STScI and NAOJ/Subaru; Infrared: NSF/NOAO/KPNO.

Lidé občas ztrácejí věci. Na tom není nic divného. I ve vesmíru se jistě tu a tam něco ztratí. Když je to ale o objekt s hmotností miliard Sluncí, tak je to už na pováženou. Jde o supermasivní, a to skutečně gigantickou černou díru, která by měla být v obrovské eliptické galaxii v centru kupy galaxií Abell 2261, vzdálené od nás asi 2,7 miliardy světelných let.

Kayhan Gültekin. Kredit: University of Michigan.

Prakticky každá větší galaxie ve vesmíru, kterou jsme pozorovali, obsahuje ve svém středu supermasivní černou díru o hmotností statisíců, milionů nebo i miliard Sluncí. Podle toho, co o vesmíru víme, hmota takové centrální černé díry obvykle odpovídá hmotě příslušné galaxie. Na základě toho astronomové odvodili, že by v srdci centrální eliptické galaxie kupy Abell 2261 měla být supermasivní černá díra o hmotnosti cca 3 až 100 miliard Sluncí. Měla by to dokonce být jedna z největších známých černých děr ve vesmíru. Má to ale háček. Ta gigantická díra tam zřejmě není.

Aby záhada nebyla moc jednoduchá, pozorování soustavy radioteleskopů Karl G. Jansky Very Large Array naznačují, že ve zmíněné eliptické galaxii proběhla před 50 miliony let nějaká výrazná aktivita, jakou obvykle připisujeme supermasivním černým dírám.

Rentgenová observatoř Chandra. Kredit: NASA/CXC & J.Vaughan.

Astronomové již dříve analyzovali data vesmírné rentgenové observatoře Chandra, získaná mezi lety 1999 a 2004, a pátrali v nich po stopách přítomnosti supermasivní černé díry v dotyčné galaxii. Hledali především rentgenové záření, které by vyzařoval extrémně rozžhavený materiál v blízkosti chřtánu černé díry. Nic nenašli.

Kayhan Gültekin z americké University of Michigan v Ann Arbor a jeho tým se nedávno vrhli na novější data, která Chandra pořídila v roce 2018, a snažili se přijít této záhadě na kloub. Počítali také s možností, že gigantickou černou díru inkriminované galaxie něco vystřelilo ven. Mohlo by k tomu dojít například při splynutí dvou galaxií a jejich supermasivních černých děr. Teoreticky by se mohlo stát, že by při splynutí černých děr vznikly gravitační vlny, které by nebyly pravidelně rozložené. Energetická nerovnováha pak mohla odpálit i tak obrovskou supermasivní černou díru (black-hole merger recoil). Zatím jsme ale žádnou takovou „odpálenou“ supermasivní černou díru spolehlivě nevystopovali.

Gültekinův tým se opravdu snažil. Ale ani tentokrát nic nenašli. Ani stopa po přítomnosti supermasivní černé díry v eliptické galaxii kupy Abell 2261. Ani stopa po vykopnuté černé díře. Pokud tam přece jenom je a polyká nějaký materiál, tak je velmi střídmá. Záhada gigantické černé díry, která schází, tedy stále trvá. Astronomové to ale nevzdávají. Sázejí na nové observatoře, jako bude teleskop James Webb Space Telescope. Pokud ani ten nic nenajde, tak tak supermasivní černá díra nejspíš opravdu není.

Video: Everything Astronomy Episode #006: Kayhan Gültekin

Literatura

NASA 17. 12. 2020.

arXiv:2010.13980.