Supermasivní černá díra odpalující koronu. Kredit: NASA / JPL-Caltech.

Asi není sporu o tom, že černé díry jsou stále záhadné, případně supermasivně záhadné. Vesmírné i pozemní observatoře ale intenzivně pracují na tom, aby jejich záhadnost poněkud oslabily. Nedávno se povedl pěkný úlovek gama, respektive rentgenovému satelitu Swift a NuSTAR, které studují extrémní jevy na obloze ve službách NASA. Swift a NuSTAR totiž přistihli supermasivní černou díru při gigantické erupci rentgenového záření. Musela to být úžasná podívaná, a ještě navíc pomohla odborníkům poodhalit odpověď na otázku, jak vlastně fungují erupce supermasivních černých děr.

Dan Wilkins. Kredit: D. Wilkins / Saint Mary's University.

Podle vedoucího výzkumu Dana Wilkinse z Saint Mary's University v kanadském Halifaxu je to poprvé, kdy se vědcům povedlo pozorovat procesy vedoucí k odpálení rentgenové erupce. Jejich výsledky naznačují, že supermasivní černé díry odpalují takové erupce, když část jejich korony, doposud záhadného oblaku vysokoenergetických částic v těsné blízkosti černé díry, z nějakého důvodu vyrazí pryč od dotyčné černé díry.

Supermasivní černé díry samy o sobě nevydávají záření, které bychom mohli zachytit. Může je ale obklopovat akreční disk extrémně horkého materiálu, který září naopak velmi vydatně.

Vesmírná rentgenová observatoř NuSTAR. Kredit: NASA / JPL-Caltech.

Drtivá gravitace supermasivní černé díry přitahuje okolní hmotu, která rotuje v disku, ohřívá se na úžasné teploty a přitom intenzivně září. Dalším zdrojem záření z blízkého okolí supermasivní černé díry je už zmíněná korona. Korony jsou zřejmě tvořeny vysokoenergetickými částicemi, které generuje rentgenové záření akrečního disku. Vzhled korony a její vznik, jsou ale stále obklopeny tajemstvím.

Vesmírná gama observatoř Swift. Kredit: NASA.

Astronomové většinou vysvětlují korony černých děr jedním ze dvou modelů. Prvním je model „pouličního osvětlení“ (Lamp-post model), podle něhož má korona podobu relativně malých a koncentrovaných zdrojů záření, které jsou jako žárovky v lampě pouličního osvětlení uspořádané nad a pod supermasivní černou dírou, podél její rotační osy. Druhý model navrhuje, že koronu tvoří spíše rozptýlenější oblak, který jako pečivo v sendviči obklopuje černou díru (Sandwich model). Také je prý možné, že se korony černých děr přepínají mezi „pouličním osvětlením“ a „sendvičem“.

Abychom dlouho nechodili kolem horké kaše, pozorování Wilkinse a spol. potvrzují spíše model „pouličního osvětlení“ a také v doposud největším detailu ukazují, jak vlastně korona supermasivní černé díry vypadá a jak se pohybuje. Na počátku výzkumu byla před pár lety vesmírná observatoř Swift, která hlídá oblohu v oblasti gama záření a rentgenového záření. Jednoho dne zachytila velikou erupci záření supermasivní černé díry galaxie Markarian 335, kterou pozorujeme ve vzdálenosti 324 milionů světelných let, v prostoru souhvězdí Pegasa. Dotyčná černá díra se tehdy stala jedním z nejjasnějších zdrojů rentgenového záření celé oblohy. Od té doby observatoř Swift sleduje i galaxii Markarian 335, jako jeden ze zajímavých cílů.

Rekonstrukce události s odpálení korony v Markarian 335. Kredit: NASA / JPL-Caltech.

V září 2014 observatoř Swift opět zaznamenala gigantickou erupci záření supermasivní černé díry Markarian 335. Jakmile to tým mise Swift zjistil, tak ihned vyrozuměl tým observatoře NuSTAR a ta v rámci programu „target of opportunity“ přerušila svá naplánovaná pozorování. A zaměřila se na tento aktuální cíl, hned jak to bylo možné. Observatoř NuSTAR nakonec stihla pozorování poloviny celé erupce Markarian 335.

Wilkins a spol. pak dali data dohromady a rekonstruovali z nich průběh celé události. Nejprve prý došlo k pohybu části korony směrem dovnitř k supermasivní černé díře a pak prudce vyrazila pryč jako energetický výtrysk hmoty. Badatelé zjišťovali pohyby korony analýzou spektra rentgenového záření zachyceného observatořemi Swift a NuSTAR. Také se ukázalo, že se korona Markarian 335 pohybuje pořádně rychle, rychlostí odpovídající zhruba 20 procentům rychlosti světla. Wilkinsův tým nakonec dospěl k názoru, že právě výtrysk korony byl původcem nedávno pozorované erupce rentgenového záření.

Fungování koron černých děr zůstává záhadou. Díky pozorování nedávné erupce Markarian 335 už ale o nich víme o něco víc, a také víme, že pozorování podobných jevů v budoucnu nám jistě zase něco prozradí. Badatelé chtějí pátrat například po tom, co vlastně vyvolalo odpálení korony pryč od supermasivní černé díry.


Literatura
NASA / Jet Propulsion Laboratory 27. 10. 2015.