Scéna ze simulace ROMULUS se středně velkou galaxií, plnou potulných supermasivních černých děr. Kredit: CfA.

Každá pořádná galaxie by měla mít v galaktickém centru svou vlastní supermasivní černou díru. Jak se zdá, jejich hmota koreluje s hmotou vnitřních oblastí dotyčné galaxie. Zřejmě to souvisí s tím, že růst supermasivní černé díry a galaxie je těsně propojený. Klíčovou roli v tom nejspíš hraje galaktický kanibalismus, který zásobuje galaxie novým materiálem a který obvykle vede ke splývání supermasivních černých děr.

Splývání černých děr je ale komplikovaný proces, který nemusí probíhat podle přesně určeného rozpisu. Někdy se stává, že se supermasivní černé díry po splynutí galaxií ocitnou dále od sebe a nějakou dobu trvá, než splynou. Nebo dokonce z doposud nejasných příčin dojde k zastavení či ukončení procesu splývání supermasivních černých děr. Pochopení těchto mechanismů je přitom podle odborníků klíčem k evoluci supermasivních černých děr.

Angelo Ricarte. Kredit: CfA.

Někdy se stává, že po splynutí galaxií supermasivní černá díra nesplyne se svým protějškem, ale namísto toho se toulá po galaxii. Angelo Ricarte z amerického centra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) použili pokročilé kosmologické simulace ROMULUS a s jejich pomocí si posvítili na potulné černé díry.

Logo. Kredit: CfA.

Ze simulací vyplynulo, že i v dnešním vesmíru, tedy zhruba 13,7 miliard let po Velkém třesku, se ve vesmíru černé díry stále toulají. Odhadují, že takové potulné supermasivní černé díry dnes představují asi 10 procent hmoty všech černých děr ve vesmíru. V minulosti byl přitom tento poměr ještě větší. Ve vesmíru starém 2 miliardy let a mladším zahrnovaly potulné černé díry největší část hmoty všech černých děr té doby. Badatelé jsou přesvědčeni, že v takto mladém vesmíru byly potulné černé díry rovněž zodpovědné (samozřejmě nepřímo) za největší část záření pocházejícího od tehdejších supermasivních černých děr.

Simulace ROMULUS předpovídají, že během několika miliard let evoluce galaxií a náruživého kanibalismu vznikne až překvapivé a poněkud zneklidňující množství supermasivních černých děr, které se toulají galaxiemi. Pro představu, galaxie odpovídající Mléčné dráze v simulacích ROMULUS hostily v průměru 12 supermasivních černých děr, které se potulují mimo galaktické centrum, typicky v galaktickém halu, tedy poměrně daleko od centra. Plíží se tam tiché, neviděné a přesto gravitačně smrtící.

Video: Angelo Ricarte: Revealing the Signatures of Black Hole Seeding

Literatura

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics 20. 8. 2021.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 503: 6098–6111.