Zřejmě první černá díra objevená gravitační mikročočkou. Kredit: University of California, Berkeley.

Když dramaticky zemře masivní hvězda, zanechá po sobě extrémní oharek – neutronovou hvězdu nebo černou díru. Takových objektů už známe celou řadu. Má to ale háček. Neutronové hvězdy, pokud nejsou v pulzarovém módu, a černé díry, jsou vlastně prakticky neviditelné. Obvykle je pozorujeme jen tehdy, pokud jsou členem dvojhvězdy či podobného hvězdného systému. Tam kradou hmotu a jejich zločin je prozrazuje, protože kradená hmota nesmírně září.

Casey Lam. Kredit: University of California, Berkeley.

Ale co zbývající neutronové hvězdy a černé díry, které jen tak osamoceně plují Mléčnou dráhou? Musejí jich být miliony. Unikají naší pozornosti, kromě pár nadšenců, kteří se tiše modlí, aby se žádná z nich nepřipletla do cesty Sluneční soustavě. Přesto existuje možnost, jak tyto neviděná gravitační monstra pozorovat. Osamělá neutronová hvězda i černá díra se totiž prozradí gravitační mikročočkou. Jejich gravitace je extrémní a dokáže pořádně zkroutit paprsky záření, které přilétají k pozemskému pozorovateli od nějakého velmi vzdáleného objektu.

Gravitační mikročočky mají nevýhodu v tom, že bývají vzácné. Musíte mít štěstí, abyste vhodným přístrojem pozorovali vzdálenou hvězdu či galaxii vhodným přístrojem zrovna ve chvíli, kdy mezi vámi a pozorovaným objektem projde cosi, co udělá gravitační mikročočku.

Jessica Lu. Kredit: University of California, Berkeley.

Casey Lam a Jessica Lu z americké University of California, Berkeley a jejich tým takové štěstí měli a je z toho úžasný objev. S gravitační mikročočkou v datech Hubbleova vesmírného dalekohledu a také pozemních měření ulovili neviditelný a kompaktní čočkující objekt, jehož hmotnost určili mezi 1,6 a 4, 4 Sluncí. To je samozřejmě trochu problém, ale je to takový ten problém z kategorie příjemných, protože je v podstatě buď černá díra anebo neutronová hvězda. Hranicí je přitom hmotnost 2,2 Sluncí, pod kterou by mělo jít o neutronovou hvězdu – jinak je to velmi pravděpodobně černá díra.

Tak či onak, jejich hvězdný přízrak, jehož vzdálenost je asi 2 300 až 6 200 světelných let, představuje úplně první úlovek tohoto druhu gravitační mikročočkou. Jak nadšeně dodává Lu, díky mikročočkám můžeme takové objekty najít a také zvážit, alespoň přibližně. To podle ní otevírá dveře k dalšímu výzkumu těchto neviditelných a přesto impozantních objektů. Jinou metodu prozatím nemáme. Jejich tým vlastně našel 5 mikročoček, přičemž jedna z nich, označená jako OB110462, byla vytvořena objektem s hmotností výrazně přesahující 1 Slunce. Právě o ní je řeč.

Badatelé rovněž dospěli k závěru, že v Mléčné dráze máme asi 200 milionů černých děr, což odpovídá dosavadním většinovým odhadům. Určení počtu těchto objektů v Galaxii přispívá k pochopení mechanismů evoluce hvězd, především pokud jde o jejich zánik. Také bychom mohli přijít na to, zda jsou mezi nimi primordiální černé díry, které se úporně drží v představách některých astrofyziků, i když doposud nejsou žádné pořádné doklady pro jejich existenci.

Video: Berkeley scientists find a way to "see" invisible black holes

Literatura

University of California, Berkeley 10. 6. 2022.

arXiv:2202.01903.