Zvětšit obrázek

Umělecké pojetí „pojídání“ zbytků hvězdy superhmotnou černou dírou v jádru galaxie. Zatím nedotčená hvězda (vlevo) se přibližuje do nebezpečné vzdálenosti k černé díře. Gravitací je postupně natahována (uprostřed žlutá „kapka“) až vytvoří rotující oblačný prstenec u černé díry (vpravo). Tento hvězdný materiál nakonec navždy zmizí v černé díře a jediným důkazem tohoto jevu je ultrafialový záblesk, který pozorovala sonda Galex.
Oblast kolem černé díry se jeví jako zdeformovaná, protože gravitace černé díry působí jako gravitační čočka - ohýbá světelný paprsek.
Credit: NASA/JPL-Caltech

Hlavním úkolem družice Galex (Galaxy Evolution Explorer) je přehlídka oblohy pro studium vývoje galaxií do vzdálenosti 10 miliard sv.l. (rudý posuv z = 2) a mapování ultrafialového záření pozadí. Na oběžnou dráhu byla vypuštěna 28. dubna 2003 pomocí rakety Pegasus XL v podvěsu letounu L – 1011 (Cape Canaveral Air Force Station).

Objev „krmící se „ černé díry byl publikován 10. prosince 2006 v Astrophysical Journal. „Tento jev je velmi vzácný a my jme měli štěstí, že jsme mohli studovat celý průběh od začátku až do konce,“ řekl Dr. Suvi Gezari (Caltech, Pasadena).

Několik tisíc let černá díra „odpočívá“ v eliptické galaxii. Ale pak se nějaká hvězda příliš těsně přiblíží ke „spící“ černé díře a je roztrhána její gravitací. Zbytky hvězdy obíhají kolem černé díry a teprve potom do ní spadnou, což způsobí jasný ultrafialový záblesk, který je schopna pozorovat sonda Galex.
 

V současnosti dalekohledy nepřestávají pravidelně sledovat toto slábnoucí ultrafialové záření, protože je důkazem, že v černé díře skončily zbytky hvězdy. Pozorování povede k lepšímu pochopení vývoje černých děr a jejich hostitelských galaxií.

Počátkem 90. let se 3 klidné (neaktivní), zatím „spící“ černé díry staly podezřelými, že pojídají hvězdy. Německá družice ROSAT (Roentgen satellite) zachytila rentgenové záblesky z jejich hostitelských galaxií. ROSAT vznikla ve spolupráci Německa, USA a Velké Británie a na oběžnou dráhu byla vynesena 1. června 1999 raketou Delta II (Cape Canaveral).

Astronomové museli čekat ještě dalších 10 let než rentgenové kosmické observatoře - americká Chandra (NASA, 29.7.1999) a evropská XMM-Newton (X-ray Multi Mirror, ESA, 10.12.1999) tyto objevy potvrdily. Výrazné zeslábnutí rentgenového záření černých děr znamená, že už černé díry hvězdy spolykaly.

Nyní Dr. Suvi Gezari s kolegy poprvé pozorovali „krmení“ černé díry. Odhalili ho náhodou během ultrafialové prohlídky galaxií družicí Galex. Snažili se pomocí detektoru zachytit ultrafialové záblesky vzdálených galaxií, když uviděli záblesk, který postupně slábnul, protože černá díra v centru galaxie „zkonzumovala“ hvězdu. Další data za poslední 2 roky v různých vlnových délkách poskytla Chandra a pozemské dalekohledy na Havaji – CFHT (Canada France Hawaii Telescope, 3,6 m) a Keck (10 m).

Zvětšit obrázek

Americká družice Galex (Galaxy Evolution Explorer), umělecké zpracování.
Credit: NASA/JPL-Caltech

Černé díry tvoří koncentrovaná hmota s tak velkou hustotou, že její gravitace znemožňuje i únik světla. V jádrech galaxií se nacházejí superhmotné černé díry, které jsou různě aktivní. Aktivní černé díry zachytávají okolní materiál, „polykají“ ho, což způsobuje zvýšení teploty a již pozorované záření (rentgenové a ultrafialové). Spící černé díry, jako je v naší Mléčné dráze (Galaxii), na nás „nemrkají“ (nepozorujeme záblesky), proto se velmi obtížně studují.

Astronomy „zvedne ze židle“ každá neopatrná hvězda, která cestuje příliš blízko u spící černé díry, protože taková událost se u typické galaxie stává jednou za 10 000 let (není nad statistiku). Hvězda, která se dostane do blízkosti černé díry, bude natahována až ji nakonec slapové síly roztrhají. Blízko středu černé díry (singularity) dojde k roztrhání samotných atomů. Vzdálenost, která je pro hvězdu „nebezpečná“, závisí na velikosti černé díry. U superhmotných černých děr v jádru galaxií leží toto místo za horizontem událostí, teoreticky to znamená, že se hvězda dostane přes horizont událostí „živá“. Naopak u malých černých děr budou hvězdy roztrhány mnohem dříve než dosáhnou horizontu událostí. Horizont událostí je sférická oblast kolem černé díry, odkud nemůže nic uniknout.
Podobné gravitační natahování (i když mnohem, mnohem menší) pozorujeme i na Zemi – Měsíc způsobuje příliv a odliv.

Hmotnost pozorované „krmící se“ černé díry se odhaduje na desítky miliónů hmotností našeho Slunce. A její hostitelská galaxie leží od nás ve vzdálenosti asi 4 miliardy sv.l. v souhvězdí Pastevce (Bootes, Boo).

Zdroje:

 ScienceDaily , Galex