Supermasivní černou díru ve svém středu pravděpodobně ukrývá naprostá většina galaxií. Pokud se někde najde dvojice takových galaktických otesánků, je to nepochybný důkaz (používá se pro něj termín „kouřící zbraň“) toho, že pozorovaná galaxie vznikla sloučením dvou menších. Těch několik málo takových dvojic, které doposud známe, se vždy nachází v aktivních galaxiích, a ani těch není mnoho. V takové situaci je jejich nalezení mnohem snazší; jádra aktivních galaxií neustále trhají plynová mračna a další materiál, o který se taková dvojice přetahuje. Při těchto tahanicích je pak generován typický signál, umožňující identifikovat výjimečnou dvojici.

Co ale dělat, když chceme nalézt dvojici černých děr v klidných galaxiích? Ani pak není situace zcela ztracena. Ona ani ta klidná galaxie není úplně klidná, občas se i v té nejpohodovější galaxii – podobně jako v galaxii Mléčná dráha – stane, že místní centrální příšera něco slupne. A právě toho můžeme využít – pokud se v pozorovaném jádru této galaxie nachází dvojice supermasivních černých děr, je možné v doprovodném vyzařování pozorovat typickou anomálii oproti obvyklému průběhu zjasnění v rentgenovém oboru, jež podobné události způsobují. Zjasnění registrované Newtonem mělo normální průběh, aby jeho intenzita mezi 27 a 48 dnem náhle poklesla pod detekovatelnou hranici. Přesně to bychom měli očekávat od dvojice supermasivních černých děr obíhajících kolem společného těžiště.

Objev se podařil profesorovi Fukun Liu z Pekingské univerzity. Liu se výzkumem supermasivních černých děr zabývá dlouhodobě. Mimo jiné pak také pracoval na modelech binárních systémů; tyto modely pak předpovídaly právě takové narušení toku plynu na jednoho z členů dvojice, způsobeném rušivými gravitačními vlivy druhého člena dvojice.

Na Liovo čerstvé pozorování sedí dva modely: V jednom primární černou díru o hmotnosti 10 miliónů Sluncí obíhá po eliptické dráze druhý člen o hmotnosti asi miliónu Sluncí. V druhém řešení má primární černá díra hmotnost asi milión Sluncí a se svým souputníkem se obíhají po kruhových drahách. V obou možným případech je vzdálenost mezi oběma členy dvojice relativně malá: asi 2 tisíciny světelného roku, což zhruba odpovídá rozměrům naší sluneční soustavy, na jejíž hranicích se momentálně pohybuje známý Voyager 1. V této vzdálenosti je osud dvojice zpečetěn, jejich orbitální energii budou odnášet gravitační vlny, až asi za dva miliony let splynou v jednu černou díru.

Zvětšit obrázek

Dráhy pohybů XMM Newtona mezi jednotlivými pozorováními

Jedna ze spoluautorek, Stefanie Komossa z Institutu Maxe Plancka, připouští, že ve vesmíru může být celá populace takových binárních černých děr. Skutečnost, že už takový případ máme, zřejmě podnítí další hledání. Větší počet takových pozorování nám pak může umožnit statisticky odvodit rychlost růstu galaxií. Mimo to se zvyšujícím se počtem známých dvojitých galaktických jader se zvyšuje šance na zachycení splynutí obou jeho složek. Dle předpokladů by tento jev mohl být nejsilnějším zdrojem gravitačních vln ve vesmíru

Bez zajímavosti není ani technika pozorování, jejíž zásluhou k objevu došlo. Kosmické observatoře v obvyklém režimu pracují tak, že dokončí jedno pozorování a ihned se přesouvají na další. XMM Newton to dělá také tak, ale ponechává během přesunů zapnuté přístroje se záznamem. Tak je umožněno mapování náhodných vzorků oblohy, které jsou následně k dispozici pro analýzu na objevy neočekávaných zdrojů rentgenového záření. Touto technikou dne 10. června 2010 zaznamenal XMM Newton binární galaktické jádro v SDSS J120136.02+300305.5. Komossa spolu s kolegy už hledá další podobné objekty nejen z datech Newtona ale i ze sondy Swift.

Zdroje informací:
http://sci.esa.int/xmm-newton/
Zdroje obrázků:
http://sci.esa.int/xmm-newton/53984-xmm-newton-x-ray-slew-tracks/
http://sci.esa.int/xmm-newton/53985-binary-supermassive-black-hole/

Psáno pro Kosmonautix a osel.cz

Pozvánka na přednášku prof. Jiřího Chýly, CSc.    Prof Chýla, absolvent Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v oboru subjaderná fyzika, je představitelem České republiky v Evropském výboru pro budoucí urychlovače ECFA, orgánu, jenž koordinuje výzkum evropských států v oboru fyziky elementárních částic. Podrobnější informace zde.

Téma přednášky: BYLY NA JIŽNÍM PÓLU ZAZNAMENÁNY GRAVITAČNÍ VLNY? 17. března 2014 vědci podílející se na experimentu  BICEP 2, jehož detektor je umístěný na Jižním pólu, že zaregistrovali při analýze polarizace reliktního mikrovlnného záření signál, jenž je - možná - důsledkem gravitačních vln vzniklých v nejrannější fázi vývoje vesmíru, tzv. inflaci.   V přednášce bude nastíněn dnešní stav znalostí vzniku a vývoje námi pozorovatelného vesmíru I problémy, které inflační modely vzniku vesmíru vyvolávají. Bude ukázána klíčová role, jakou při zkoumání stavu vesmíru v nejrannější fázi jeho vývoje hraje reliktní mikrovlnné záření a vysvětleno co konkrétně BICEP 2 změřil.   Přednáška se uskuteční dne 15. 5. 2014, začátek v 16:00 Posluchárna A, budova Ústavu Makromolekulární chemie, v.v.i. AV ČR, Heyrovského nám. 2, zastávka tram. Petřiny, č.: 18, 1, 2.