Galaxie a supermasivní černá díra. Kredit: X-ray: NASA/CXC/Penn. State/G. Yang et al & NASA/CXC/ICE/M. Mezcua et al.; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/A. Jubett.

Vesmír je plný galaxií. A v srdci prakticky každé z nich sedí supermasivní černá díra o hmotnosti milionů a někdy i miliard Sluncí. V galaxiích vznikají nové hvězdy z kosmického plynu a prachu. A rostou i supermasivní černé díry, které jako věčně nenasytné chřtány polykají okolní hmotu.

Guang Yang. Kredit: Pennsylvania State University.

Vědci nedávno zjistili, že růst těch největších supermasivních černých děr předčí rychlost tvorby hvězd v galaxiích, které tyto gigantické černé díry obývají. Dva badatelský týmy k tomu využili data vesmírné rentgenové observatoře Chandra a dalších teleskopů. Výsledky jejich výzkumu se objeví v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

První z týmů, který vedl Guang Yang z Pensylvánské Státní univerzity, počítal poměry mezi rychlostí růstu supermasivní černé díry a rychlostí tvorby hvězd příslušné domovské galaxie černé díry. Dospěli k tomu, že tenhle poměr je mnohem vyšší u velkých galaxií.

Mar Mezcua. Kredit: M. Mezcua.

Supermasivní černé díry, které obývají galaxie o celkové hmotnosti hvězd 100 miliard Sluncí, mají tento poměr (růst díry / tvorba hvězd v galaxii) asi desetkrát vyšší, nežli supermasivní černé díry v galaxiích o hmotnosti 10 miliard Sluncí.

Rentgenová observatoř Chandra. Kredit: NASA.

Yang a spol. prostudovali růstové rychlosti galaxií ve vzdálenosti 4,3 až 12,2 miliard světelných let od Země. Použili přitom rentgenová data z průzkumů velmi vzdálených oblastí vesmíru Chandra Deep Field-South a North, a rovněž COSMOS-Legacy.

Druhý tým vedla Mar Mezcua ze španělského institutu Institute of Space Science. Nezávisle na prvním týmu prostudovali 72 galaxií, které pozorujeme v centrech kup galaxií, a jejichž vzdálenost je až 3,5 miliard světelných let. Použili k tomu rentgenová data Chandry a rádiová data ze soustav teleskopů Australia Telescope Compact Array, Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) a Very Long Baseline Array. I jejich výzkum potvrzuje, že supermasivní černé díry rostou rychleji, než vznikají hvězdy v jejich domovských galaxií.

Video:  A Tour of Black Hole Growth in Chandra Deep Field South


Literatura
Chandra X-ray Observatory 15. 2. 2018, arXiv:1710.09399, arXiv:1710.10268.