Sežrání hvězdy supermasivní černou dírou. Kredit: NASA.

Představte si hvězdu, tak asi velikosti Slunce, jak se dostane do gravitačních spárů supermasivní černé díry. Hvězdu to nejprve vychýlí z dráhy, pak ji černá díra rozerve a nakonec pozře, s pěknými doprovodnými efekty, jako jsou výtrysky hmoty rychlostí blízkou rychlosti světla. Musí to být nádherné divadlo a jeden by si myslel, že se něco takového děje ve vesmíru prakticky pořád. To by byl ale omyl.

Sjoert van Velzen. Kredit: UVA.

Ve skutečnosti je sežrání hvězdy černou dírou galaktické velikosti extrémně vzácným fenoménem. Zachytili jsme jich tak málo, že každé takové pozorování je pro nás velice cenné. Sjoert van Velzen z Univerzity Johnse Hopkinse a jeho spolupracovníci uveřejnili v časopisu Science výsledky pozorování, v němž poprvé v historii zachytili průběh celého procesu. Stali se svědky rozervání hmoty hvězdy, po němž následoval relativistický výtrysk hmoty. Tento výtrysk pak sledovali po několik měsíců. 

Astrofyzici předpokládají, že když supermasivní černá díra pozře větší množství hmoty, v tomto případě celou hvězdu, tak ze sousedství okraje černé díry, tedy horizontu událostí, vytryskne ohromnou rychlostí plazma. Van Velzen a spol. svým pozorováním tento scénář potvrzují.

Rob Fender. Kredit: Oxford University.

U podobně vzácných událostí je zapotřebí mít velké štěstí. Teď ho měl tým Ohijské státní univerzity, který na optickém teleskopu observatoře na Havaji zachytil destrukci hvězdy. Stalo se to počátkem prosince 2014 a badatelé se ihned pochlubili na Twitteru. Van Velzen si to tehdy přečetl a rychle se domluvil s týmem astrofyziků Roba Fendera z Oxfordu. Pak na inkriminované místo zaměřili radioteleskopy a bylo to právě včas. Postupně dali dohromady mezinárodní tým astrofyziků, s nimiž shromáždili rentgenová, rádiová a optická data, která jim vykreslila celou událost.

Supermasivní černá díra s výtryskem hmoty. Kredit: NASA / JPL-Caltech.

Šťastnou souhrou okolností se toto pozření hvězdy supermasivní černou dírou o hmotnosti asi tak jeden milion Sluncí odehrálo v galaxii, která je od nás vzdálená 300 milionů světelných let. Zdálo by se, že je to hodně daleko, ve skutečnosti šlo ale o úplně nejbližší pozorování sežrání hvězdy supermasivní černou dírou, jakého jsme zatím byli svědky. V předešlých případech šlo o události, které se odehrály minimálně třikrát dál.

Rozfázované sežrání hvězdy černou dírou. Kredit: Amadeo Bachar / JHU.

Vědci Van Velzenova týmu nejprve vyloučili možnost, že pozorují záření akrečního disku. Takové disky se přitom vytvářejí kolem černých děr, které delší dobu požírají okolní hmotu, a známe jich celou řadu. Podle badatelů je pojídání hvězdy černými dírami úžasně komplikované a stále mu moc nerozumíme. Van Velzen a spol. se ale každopádně leccos dozvěděli, například to, že relativistický výtrysk hmoty vznikne poměrně rychle po destrukci hvězdy.
Van Velzen si loni dodělal doktorát na holandské Univerzitě v Nijmegenu, během něhož studoval výtrysky hmoty supermasivních černých děr. Na poslední řádce své disertace prý napsal, že by rád do čtyř let pozoroval celý takový výtrysk. Jak se ale zdá, Van Velzen je dítkem Štěstěny. Podařilo se mu to totiž za pouhých pár měsíců po získání doktorského titulu.


Video:  University of Southampton - Professor Rob Fender - Physics & Astronomy


Literatura
Johns Hopkins University 26. 11. 2015, Science online 26. 11. 2015.