Gravitační síla černých děr je tak velká, že ani světlo ji není schopno opustit. V centru galaxií byly nedávno zjištěny zvláště masívní černé díry o hmotnosti miliardy Sluncí. Materiál padající do černé díry ale způsobuje výtrysky energie. A právě těmi černé díry ovlivňují osud svých hostitelských galaxií. Podle nových poznatků se zdá, že černé díry fungují jako jakési pumpy, jež spíše než násilně, tak jemně a pravidelně pumpují energii do svého okolí. Shodli se na tom vědci z University of Michigan, Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics v Německu, University of Maryland z Baltimore, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a německé Jacobs University.
Vědci pěti zmíněných pracovišť podle dat získaných z Rentgenové observatoře Chandra sledující eliptickou galaxii M84 zjistili, že její centrální černá díra vysílá bubliny horké plasmy do okolního prostoru a že těmito výrony svoje okolí ohřívá. Na základě získaných dat a provedených simulací vědci odvozují, že tato tepelná energie jednak zpomaluje formování nových hvězd a současně také zpomaluje růst samotné černé díry. Oba tyto jevy ale přispívají ke stabilitě galaxie.
Kredit: X-ray NASA/CXC/MPE/A.Finoguenov et al.); Radio (NSF/NRAO/VLA/ESO/R.A.Laing et al); Optical (SDSS)
Je známo, že mezihvězdné plyny se mohou zformovat v nové hvězdy jen v případě, že plyn je dostatečně chladný. Pozorované ohřívání je mocné a astronom Alexis Finoguenov přirovnává centrální černou díru k lidskému srdci pravidelně pumpujícímu a dodávajícímu vitální horkou energii, jež dovoluje galaxii udržovat její křehkou rovnováhu. Tyto poznatky prakticky objasňují desetiletí trvající záhadu velkého množství horkých plynů vyskytujícího se v okolí některých galaxií. Horké plyny neunikly pozorování rentgenových teleskopů, ale jejich existence zůstávala až dosud bez vysvětlení. Teoreticky totiž měly již dávno zchladnout a měly se z nich zformovat hvězdy. Nyní se ukázalo, že na vině, že k tomu nedošlo, jsou černé díry a jejich oteplovací mechanismus, kterým galaxie ohřívají. Černé díry dodávají dostatek energie aby zpomalily formování nových hvězd. Jejich energetická pulzace se zdá být pravidelná a nejedná se tedy jen o jakési občasné výbuchy. Pravidelnost tohoto jevu je pravděpodobná, ale zatím je jen spekulací odvozenou na základě simulací. Přímý důkaz chybí.
Bubliny, kterými černá díra zásobuje své okolí energií se formují jedna v druhé. Mělo by jít o děj připomínající neustále se tvořící ruské matrjošky. Jakmile se bublina jednou vytvoří, rozpíná se nadzvukovou rychlostí, praská. Mezitím se vytvoří nová a tak to pokračuje stále dokola. Energie se tak šíří do okolí ve vlnách a přispívá k ohřevu okolního mezihvězdného prostoru. Koncentruje se do středu galaxie. Na směru šíření energie kolmém ke směru putujících bublin se pravděpodobně podílí interference, ke které dochází na vlnách rozpínajících se bublin. Tyto závěry vyplývají z dvourozměrné simulace jejímž základem jsou data rentgenového záření vysílaného excitovanými plyny. Že k takovým dějům skutečně dochází dokládají pozorování horkých plynů u starých galaxií, jež rovněž pořídil rentgenový dalekohled observatoře Chandra. Popsaný jev také znamená, že černá díra mladé galaxie M84 je setrvale aktivní.
Pramen: Finoguenov et al. In‐Depth Chandra Study of the AGN Feedback in Virgo Elliptical Galaxy M84. The Astrophysical Journal, 2008; 686 (2): 911 DOI: 10.1086/591662
University of Michigan