Uprchlá supermasivní černá díra. Kredit: NASA, ESA, and M. Chiaberge (STScI and JHU).

Uprchlé planety anebo hvězdy, ty si lze představit docela snadno. Ale potulná supermasivní černá díra, a to doopravdy ohromná, to už je jiná káva. Odborníci v současnosti podezřívají několik objektů, že by to mohly být bezprizorní supermasivní černé díry. Žádná z nich ale ještě nebyla v rozumné míře potvrzená. Teď by to mělo být jiné.

Marco Chiaberge. Kredit: M. Chiaberge.

Tým badatelů, který vedl Marco Chiaberge ze Space Telescope Science Institute (STScI) a Univerzity Johnse Hopkinse v Baltimore, stát Maryland, s využitím Hubbleho vesmírného dalekohledu detekoval objekt, který se rázem stal věrohodným kandidátem na uprchlou supermasivní černou díru. A není to žádný jelimánek. Hmotnost této černé díry přesahuje 1 miliardu Sluncí, což ní dělá zatím největšího kandidáta na uprchlou supermasivní černou díru.

Chiaberge s kolegy odhadli, že k vykopnutí takto monstrózní černé díry z nitra její hostitelské galaxie, byla nezbytná energie, která odpovídá naprosto neuvěřitelné explozi 100 milionů supernov současně. Kde ale vzít takto šílené množství energie? Asi nejvěrohodnějším vysvětlením je, že tuto černou díru nakoply gravitační vlny, které rozvířilo splynutí dvou pořádně macatých černých děr v centru zmíněné galaxie.

Jak vykopnout supermasivní černou díru z galaxie? Kredit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI).

Historický objev gravitačních vln máme jistě ještě všichni v hlavě, takže jen stručně. Gravitační vlny předpověděl Albert Einstein ve své obecné relativitě. Do jejich objevení uplynulo hodně času, ale nakonec se zadařilo. Když se srazí dva hmotné objekty, tak se okolní prostor zavlní gravitačními vlnami, tak jako hladina rybníka po dopadu kamene. A právě mohutná tsunami gravitačních vln zřejmě odpálila samotnou supermasivní černou díru, o které je řeč. Vznikla zřejmě splynutím dvou už tak dost masivních černých děr, které se ale určitým způsobem lišily hmotností a rychlostí rotace. Při jejich splynutí došlo k velkému gravitačnímu kopanci jedním směrem a jeho výsledek teď pozorujeme ve hlubokém vesmíru. Takové události bývají vzácné, takže jsme měli štěstí. Pokud se vědci ve svých úvahách nemýlí.

Stále platný Hubble. Kredit: NASA.

Badatelé byli vlastně docela překvapení. Zkoumali splývání galaxií a uprchlé monstrum nečekali. Když ale dali pozorování Hubbleho dalekohledu dohromady s daty rentgenové vesmírné observatoře Chandra, a také daty Sloanovy digitální prohlídky oblohy (SDSS), tak všechno ukazovalo na jeden a tentýž scénář. Jde o vykopnuté monstrum, které je větší nežli všichni ostatní kandidáti na uprchlé supermasivní černé díry.

Jako první tohle uprchlé monstrum, které je od nás vzdálené 8 miliard světelných let, vystopoval Hubble, ve viditelné a blízce infračervené oblasti spektra. Na jeho snímcích je patrný jasný kvasar 3C 186, který je zřetelně mimo centrum hostitelské galaxie. A to je velice neobvyklé. Černé díry není možné pozorovat přímo, ani supermasivní ne. Když ale supermasivní černá díra zuřivě hltá hmotu, tak se rozzáří a pozorujeme ji jako kvasar. Takové objekty mohou zářit tak extrémně, že přesvítí celou galaxii.

Chiaberge a jeho tým spočítali vzdálenost kvasaru, tedy supermasivní černé díry od centra galaxie tak, že porovnali rozložení záření hvězd dotyčné galaxie s modelem normální eliptické galaxie, která má černou díru přesně uprostřed. Vyšlo jim, že supermasivní černá díra urazila vzdálenost 35 tisíc světelných let. Slunce je přitom vzdálené od středu Mléčné dráhy 26 tisíc světelných let. Z pohybů kosmického plynu kolem černé díry Chiaberge a spol. odvodili, že se supermasivní černá díra pohybuje tak rychle, že urazí vzdálenost mezi Zemí a Měsícem za 3 minuty. Touto rychlostí černá díra asi za 20 milionů let vyletí ze své galaxie, a pak bude plout vesmírem, nejspíš navždy, pokud se nesrazí a nesplyne s jinou podobnou černou dírou. Teď je z ní skvělý objekt na pozorování. Jako další se na ni chystá soustava radioteleskopů ALMA v Chile, která by mohla o kvasaru 3C 186 zjistit leccos zajímavého.

Video:  Hubble Detects a Rogue Supermassive Black Hole


Literatura
NASA's Goddard Space Flight Center 23. 3. 2017.