Zvětšit obrázek

Ilustrace kvasaru OJ 287 tvořeného dvojicí obřích černých děr. Menší z nich na své dráze prochází skrz akreční disk větší černé díry. (Ilustrace je staršího data, mezitím byla hmotnost větší díry zpřesněna). Kredit – VISPA

V texaském Austinu v těchto dnech probíhá každoroční konference Americké astronomické společnosti. Každý den přináší řadu zajímavých zpráv z nejrůznějších oborů astronomie a astrofyziky. Vyberme pro tentokrát některé novinky týkající se černých děr ať už jsou jakkoliv velké.

Černý gigant

Mauri Valtonen (Tuorla observatory, Finsko) se svým týmem ohlásil pozorování dosud vůbec nejtěžší černé díry ve vesmíru. Podle jejich výzkumu sídlí v jádru kvasaru OJ287 vzdáleného 3,5 miliardy světelných roků gigantická černá díra o hmotnosti neuvěřitelných 18 miliard Sluncí. To je šestkrát více než kolik vážila dosud nejtěžší známá černá díra. Hmotnost takové černé díry je srovnatelná s hmotností malé galaxie. Její extrémní gravitační pole pak dovoluje  vědcům sledovat efekty předpovězené teorií relativity.

Zvětšit obrázek

Ilustrace ukazuje dva typy spirálních galaxií – galaxie s výraznou centrální oblastí neboli výdutí (vlevo nahoře) a „tenké“ galaxie bez ní (vpředu). Nová pozorování ukazují, že i tyto galaxie mohou obsahovat masivní černé díry. Kredit – NASA / JPL, Caltech

Přesné zvážení černé díry umožnila přítomnost její další, menší průvodkyně. Ta váží „jen“ asi jako 100 miliónů Sluncí a kolem giganta obíhá po eliptické dráze jednou za 12 let. Dvakrát během každého oběhu prochází akrečním diskem materiálu, který giganta obklopuje. Při každém průchodu dochází k výraznému zjasnění záření kvasaru.

Teorie relativity předpovídá stáčení dráhy takového tělesa. Ve Sluneční soustavě je tento efekt pozorován – samozřejmě ve zcela jiném měřítku – u dráhy planety Merkur. Valtonenův tým analyzující zhruba desítku posledních zjasnění kvasaru došel k závěru, že dráha menší černé díry se stočí o neuvěřitelných 39 stupňů za jeden oběh. K poslednímu zjasnění došlo 13. září 2007 jak bylo skutečně předpovězeno. „Kdyby nedocházelo ke stáčení dráhy, zjasnění by nastalo o 20 dnů později než bylo pozorováno,“ říká k tomu autor studie. A dodává, že obě černé díry splynou zhruba za 10 tisíc let.

I hubené galaxie mají černé díry

Až donedávna se astronomové domnívali, že superhmotné černé díry se mohou vyskytovat pouze v galaxiích, které mají masivní centrální část (zvanou galaktická výduť). Například naše Galaxie vypadá při pohledu „shora“ jako plochý disk, ale při pohledu právě z roviny disku připomíná letadlo, na které se díváme zpředu. Mohutná centrální oblast plná hvězd skrývá ve svém centru černou díru o hmotnosti několika miliónů Sluncí.

Zvětšit obrázek

Snímky HST kulových hvězdokup M51 a G1 byly použity při pátrání po středních černých dírách. Černá díra uvnitř kupy G1 má hmotnost asi 20 tisíc Sluncí. Kredit – NASA, The Hubble Heritage Team, M. Rich (UCLA)

Před třemi lety ovšem byla pozorována masivní centrální černá díra i v galaxii bez výdutě. Posléze objevila Shobita Satyapal (George Mason University, Fairfax) další exemplář a nyní na konferenci představila výsledky pozorování uskutečněného za pomoci Spitzerova kosmického dalekohledu, která přinesla objev dalších šesti černých děr uvnitř „hubených“ galaxií.

Autorka se domnívá, že tyto černé díry nebyly dosud pozorovány, protože jsou zahaleny prachem. Galaxie s nevýraznou centrální oblastí bývají totiž často extrémně prašné. Ovšem infračervené vidění Spitzerova dalekohledu je přesto odhalilo. „Nález je výzvou pro současná paradigmata,“ číká Shobita Satyapal. Vědci totiž předpokládali, že je to právě galaktická „obezita“, která vede ke vzniku obřích černých děr v jejich jádrech.

Galaktičtí bezdomovci

O existenci malých černých děr o hmotnostech srovnatelných s hmotností Slunce stejně tak jako o gigantických černých dírách v jádrech galaxií, které váží jako milióny či miliardy Sluncí, není mezi astronomy pochybností. Vědci mají ovšem i nejisté důkazy o tom, že ve vesmíru se nacházejí rovněž černé díry, které svými hmotnostmi leží mezi těmito dvěma extrémy. Hovoří se obvykle o středně těžkých černých dírách.

Jedna z teorií předpokládá, že takové objekty vznikají splýváním hvězd a hvězdných černých děr v jádrech kulových hvězdokup. Kelly Holley-Bockelmann (Vanderbilt University, Nashville) se svými kolegy vypracovala počítačový model, který ukazuje, proč je tak málo detekcí středně těžkých černých děr. Podle výsledků modelu je jich 70 až 98% z kulových hvězdokup vyvrženo poté, co pohltí menší černou díru ve svém okolí. Horní mez celkového počtu vyvržených černých děr závisí na počátečních hmotnostech obou těles.

Pokud tomu tak skutečně je, mohlo by se Mléčnou dráhou potulovat zhruba stovka středních černých děr. Kelly Halley-Bockelmann k tomu dodává: „A když nepohlcují plyn, jsou zcela neviditelné.“

Zdroje:

Space.com
NewScientist.com
Spitzer Science Center