Infračervený kosmický teleskop NASA jménem WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) hledí do blízkého i hlubokého vesmíru v infračervené oblasti spektra a nachází tam podivuhodné věci. Nedávno ulovil doopravdy extrémní galaxii z mladého vesmíru, doposud nejzářivější, jakou jsme kdy viděli.
Nově objevená galaxie se honosí jménem WISE J224607.57-052635.0 a nejspíš ve svých útrobách skrývá pořádně velikou supermasivní černou díru. Infrateleskop WISE ji našel ve vesmíru vzdáleném 12,5 miliardy světelných let, jde tedy o velice starou záležitost. V poslední době je to již poněkolikáté, kdy jsme objevili náznaky existence gigantických černých děr, o velikostech v řádu miliard Sluncí, v docela mladém vesmíru. Je na pováženou, jak vlastně takové černé díry mohly vzniknout tak brzo po Velkém třesku. Teoretičtí astrofyzici se jistě opět zapotí.
Pokud jde o nově objevenou galaxii, její supermasivní černá díra nejspíš stáčí okolní hmotu do tvaru disku a nenasytně ji požírá. Disk hmoty obklopující singularitu černé díry se přitom žhaví na ďábelské teploty milionů stupňů Celsia a žhne vysokoenergetickým zářením. Střed galaxie je ale také podle všeho plný prachu, který pohlcuje viditelné záření a oslnivě sálá infračerveným zářením. Výsledkem toho všeho je, že galaxie WISE J224607.57-052635.0 září víc než 300 bilionů Sluncí. Svou zářivostí spadá do nedávno zavedené skupiny galaxií extrémně zářících v infračervené části spektra (ELIRG, extremely luminous infrared galaxies), kterých dnes známe cca 20.
Chao-Wei Tsai z Laboratoře tryskového pohonu NASA v kalifornské Pasadeně a jeho kolegové mají za to, že se stali svědky velmi intenzivní fáze ranné evoluce galaxií. Oslňující záře galaxie WISE J224607.57-052635.0 podle nich může být projevem dramatického růstu supermasivní černé díry této galaxie. Vědci, kteří svou studii uveřejnili v časopisu Astrophysical Journal, nabízejí tři možná vysvětlení, proč by ELIRG galaxie v ranném vesmíru mohly mít tak mohutnou supermasivní černou díru, kterou zřejmě potřebují k pohonu své obdivuhodné zářivosti. První možností podle nich je, že se tyhle supermasivní černé díry nezrodily malé. Potíž je v tom že zatím vůbec netušíme, jak vlastně supermasivní černé díry vznikají.
Druhým vysvětlením by mohlo být, že supermasivní černé díry ELIRG galaxií prolamují takzvanou Eddingtonovu mez, což je největší možná teoretická svítivost , jaké může dosáhnout těleso držené pohromadě gravitací. Jde o to, že záření při interakci s látkou vytváří tlak a Eddingtonova mez je takový zářivý výkon, při kterém se vyrovnává síla gravitace s tlakem zářením působícím v protisměru. Už jsme pozorovali černé díry, které asi prolomily Eddingtonovu mez, jenže supermasivní černé díry ELIRG galaxií by tuto mez musely prolomit opakovaně, aby dorostly do odhadované velikosti.
A nakonec, supermasivní černé díry v ELIRG galaxiích by také mohly Eddingtonovu mez posunout. Šlo by to tak, že by žraly hmotu rychleji, než obvykle považujeme za možné. Jako šílení galaktičtí žrouti. Mohlo by to snad fungovat, pokud supermasivní černé díry ELIRG galaxií rotují výrazně pomaleji, než myslíme. Jestli jsou ve své rotaci líné, tak by to mohlo znamenat, že jejich rotace méně odpuzuje okolní hmotu.
Extrémně žhnoucí ELIRG galaxie jsou zatím stále plné záhad. Jak se v podobný případech vždy říká, bude potřeba ještě spousta dalšího výzkumu na to, abychom tyto pozoruhodná galaktická monstra prokoukli. Pak se jistě dozvíme víc o historii galaxií i celého vesmíru.
Literatura
NASA Jet Propulsion Laboratory 21. 5. 2015, arXiv:1410.1751, Wikipedia (Wide-field Infrared Survey Explorer, Luminous infrared galaxy).