Kredit: The NGC/IC Project
Supermasivní černé díry, tedy černé díry o hmotnosti statisíců až miliard Sluncí, obvykle spořádaně sedí uprostřed galaxií a pěkně tam polykají všechno, co se jim dostane do drápů. I tady u nás v Mléčné dráze jednu takovou máme. Mohla by se ale supermasivní černá díra stát bezdomovcem?
Podle teoretických propočtů ano. David Merritt z Rochester Institute of Technology a jeho kolegové nedávno rozpracovali koncept zatím jenom hypotetických „extra hustých hvězdných systémů“ (Hypercompact Stellar Systems, HCSS) a v nich s takovými bezprizorními děrami počítají. Měly by to být hvězdokupy s extrémní hustotou hvězd obíhajících kolem centrálních supermasivních černých děr obrovskými rychlostmi. Tyto objekty by měly představovat důsledky vzájemných srážek galaxií, při kterých je jedna z masivních černých děr nekompromisně vykopnuta ven z pohodlného hnízdečka v galaktickém středu i se suitou gravitačně oddaných hvězd.
Vystěhovaná černá díra by si měla vyrvat převážně hvězdy ze svého blízkého okolí a to ty, které ji původně obíhaly s rychlostí větší, než byla rychlost, jakou byla vymrštěna. Díky tomu by extrahusté hvězdné systémy měly fungovat jako unikátní kosmické fosílie, které ukrývají informaci o dávných velkolepých kosmických událostech. I kdyby se časem rychlost těchto vypovězených supermasivních černých děr zpomalila, pořád by oběžné rychlosti její hvězdné suity ukrývaly informace o tom, jak kolize vypadala. Autoři to přirovnávají k přečtení DNA dávno vymřelých tvorů.
Celé je to zatím jenom teorie. HCSS s vystěhovanou supermasivní černou dírou ještě nikdo nenašel. Nebo jinak, ještě nikdo si ho neuvědomil. Merritt a spol. totiž tvrdí, že velmi pravděpodobně už o nich víme, jen je považujeme za obyčejné kulovité hvězdokupy.
Kredit: Robert Gendler, ESA/Hubble
Klíčovým rozdílem, podle kterého by se oba, jinak zdánlivě podobné vesmírné objekty – HCSS a hvězdokupa – měly dát rozeznat je právě oběžná rychlost. V HCSS, díky existenci gravitačně silně působící černé díry by hvězdy měly kolem ní obíhat mnohem rychleji, než hvězdy v běžné hvězdokupě obíhají kolem těžiště (barycentra), kde žádné „přitažlivé“ monstrum nesídlí. Na hvězdy v HCSS musí totiž působit taká odstředivá síla, jež vykompenzuje silnou gravitaci. Tento rozdíl v rychlostech je ale dost obtížné ze Země změřit, protože jsou k tomu nutné snímky z největších teleskopů, vyhotovené s velmi dlouhou expozicí.
Čas od času by ale HCSS měla bliknout jako maják. To když obrovské gravitační působení černé díry (přesněji její slapové síly - síly které například v systému Země – Měsíc způsobují příliv na obou protilehlých stranách naší planety současně) roztrhá blízkou hvězdu a její trosky pak hladové temné monstrum navždy pohltí. Když se černá díra cpe větším množstvím hmoty, urychluje jí na nepředstavitelné rychlosti. Dochází k dramatickým jevům, které způsobují, že než je hmota nenávratně spolknuta, vyzařuje elektromagnetické vlnění a z rotačních pólů černé díry tryskají proudy vysoce energetické plazmy a záření. I takové záblesky by mohly extrahustý hvězdný systém prozradit.
Zdroj: HubbleSite
Kde HCSS hledat? Podle Merritta a jeho kolegů jsou nejlepším místem blízké kupy galaxií, třeba jako Kupa galaxií v Panně, která obsahuje 1300 až 2000 galaxií, tvoří jádro Místní nadkupy galaxií a je od nás vzdálená zhruba 60 miliónů světelných let. Badatelé odhadují, že by v Kupě galaxií v Panně měly být celé stovky až tisíce HCSS. Navádí je k tomu představa, že většina galaxií v této i v podobných kupách vznikala splýváním menších galaxií. Zároveň je úniková rychlost z kupy galaxií tak velká, že by ji vykopnutá supermasivní černá díra s celým hvězdným doprovodem neměla překonat.
Jak se zdá, vlastně by objevení extrahustého hvězdného systému nemělo dělat až takové problémy. Astronomové případný úspěch jistě hlučně oslaví, protože by jim přinesl odpovědi na vícero zajímavých otázek, třeba jestli vůbec mohou supermasivní černé díry existovat mimo prostor galaxií. Zároveň bychom si ale měli držet palce, aby nějaký, zatím neodhalený HCSS neměl v plánu větší kolizi v našem blízkém kosmickém okolí.
Zdroje: ScienceDaily 10.7. 2009, Wikipedia (Hypercompact stellar system, Virgo cluster), Astrophysical Journal Online