Šrám na tváři galaxie RCP 28. Kredit: Van Dokkum et al (2023).

Wilsonova mlžná komora z počátku 20. století je geniálně jednoduché a Nobelovou cenou odměněné zařízení pro zviditelnění prolétajících elektricky nabitých částic. Částice prolétají vzduchem s podchlazenou párou a zanechávají v něm stopy v podobě kapiček vody. Astrofyzik Pieter van Dokkum z Yale University a jeho kolegové nebyli troškaři a udělali mlžnou komoru z celé galaxie. Namísto částic detekovala něco mnohem, mnohem těžšího.

Pieter van Dokkum. Kredit: Yale University.

Badatelé pozorovali Hubbleovým dalekohledem nepravidelnou trpasličí galaxii RCP 28. Na snímcích této galaxie si všimli něčeho zvláštního. Měla na sobě „šrám,“ který nejprve považovali za projev kosmického záření. Šrám ale na galaxii zůstal i pro zpracování různými filtry. V říjnu 2022 pozorovali galaxii znovu, teleskopy Keck Observatory na Havaji. Ukázalo se, že galaxie i její šrám jsou od nás stejně vzdálené a mají stejnou barvu. Jde tedy o útvar ve zmíněné galaxii. Jeho délku badatelé odhadli na více než 200 tisíc světelných let.

Gravitační kulečník se supermasivními černými dírami. Kredit: Van Dokkum et al (2023).

Van Dokkum a spol. nikdy nic podobného neviděli. Detailní analýzy odhalily, že nejde o homogenní materiál. Jsou v něm oblasti mírně odlišné barvou a jasem, oblasti vytvořené rázovými vlnami a oblasti se stopami silné ionizace. Některá z takových míst podle všeho představují čerstvě zrozené hvězdy. Stalo se tam něco, co zahýbalo kosmickým plynem a prachem a spustilo tvorbu nových hvězd.

Co by to mohlo být? Jednou z možností je stopa po výtrysku z centrální černé díry této malé galaxie. Jenomže struktura „šrámu“ neodpovídá žádnému pozorovanému či simulovanému případu, kdy masivní výtrysk hmoty vyvolal tvorbu nových hvězd. Vlastně má úplně opačné vlastnosti. Je například nejjasnější a zároveň nejužší v největší vzdálenosti od centra galaxie RCP 28. Naprostý opak toho, co bychom čekali u stopy výtrysku z centra galaxie.

Badatelé nabízejí dramatické vysvětlení. Podle nich pozorovaným vlastnostem „šrámu“ galaxie RCP 28 nejlépe odpovídá průlet supermasivní černé díry, jejíž gravitace zamíchala s mezihvězdným materiálem a spustila tím tvorbu nových hvězd. Van Dokkum s kolegy odhadují, že tento objekt opustil galaxii RCP 28 před 39 miliony let a teď nepozorovaně letí mezigalaktickým prostorem rychlostí zhruba 1 600 kilometrů za sekundu.

Supermasivní černou dírou by pohnulo jen máloco. V podobných případech je hlavním podezřelým jiná supermasivní černá díra anebo dvě takové. Badatelé mají hypotézu, že vystopovanou supermasivní černou díru odpálila ven z dotyčné galaxie gravitační partie kulečníku se dvěma dalšími dírami. Odpovědi by mohla přinést budoucí pozorování, jak galaxie RCP 28, tak i případných dalších podobných situací. Vědci sázejí především na připravovaný vesmírný infrateleskop Nancy Grace Roman Space Telescope.

Literatura

Science Alert 15. 2. 2023.

arXiv:2302.04888.