Asi není sporu o tom, že černé díry jsou stále záhadné, případně supermasivně záhadné. Vesmírné i pozemní observatoře ale intenzivně pracují na tom, aby jejich záhadnost poněkud oslabily. Nedávno se povedl pěkný úlovek gama, respektive rentgenovému satelitu Swift a NuSTAR, které studují extrémní jevy na obloze ve službách NASA. Swift a NuSTAR totiž přistihli supermasivní černou díru při gigantické erupci rentgenového záření. Musela to být úžasná podívaná, a ještě navíc pomohla odborníkům poodhalit odpověď na otázku, jak vlastně fungují erupce supermasivních černých děr.
Podle vedoucího výzkumu Dana Wilkinse z Saint Mary's University v kanadském Halifaxu je to poprvé, kdy se vědcům povedlo pozorovat procesy vedoucí k odpálení rentgenové erupce. Jejich výsledky naznačují, že supermasivní černé díry odpalují takové erupce, když část jejich korony, doposud záhadného oblaku vysokoenergetických částic v těsné blízkosti černé díry, z nějakého důvodu vyrazí pryč od dotyčné černé díry.
Supermasivní černé díry samy o sobě nevydávají záření, které bychom mohli zachytit. Může je ale obklopovat akreční disk extrémně horkého materiálu, který září naopak velmi vydatně.
Drtivá gravitace supermasivní černé díry přitahuje okolní hmotu, která rotuje v disku, ohřívá se na úžasné teploty a přitom intenzivně září. Dalším zdrojem záření z blízkého okolí supermasivní černé díry je už zmíněná korona. Korony jsou zřejmě tvořeny vysokoenergetickými částicemi, které generuje rentgenové záření akrečního disku. Vzhled korony a její vznik, jsou ale stále obklopeny tajemstvím.
Astronomové většinou vysvětlují korony černých děr jedním ze dvou modelů. Prvním je model „pouličního osvětlení“ (Lamp-post model), podle něhož má korona podobu relativně malých a koncentrovaných zdrojů záření, které jsou jako žárovky v lampě pouličního osvětlení uspořádané nad a pod supermasivní černou dírou, podél její rotační osy. Druhý model navrhuje, že koronu tvoří spíše rozptýlenější oblak, který jako pečivo v sendviči obklopuje černou díru (Sandwich model). Také je prý možné, že se korony černých děr přepínají mezi „pouličním osvětlením“ a „sendvičem“.
Abychom dlouho nechodili kolem horké kaše, pozorování Wilkinse a spol. potvrzují spíše model „pouličního osvětlení“ a také v doposud největším detailu ukazují, jak vlastně korona supermasivní černé díry vypadá a jak se pohybuje. Na počátku výzkumu byla před pár lety vesmírná observatoř Swift, která hlídá oblohu v oblasti gama záření a rentgenového záření. Jednoho dne zachytila velikou erupci záření supermasivní černé díry galaxie Markarian 335, kterou pozorujeme ve vzdálenosti 324 milionů světelných let, v prostoru souhvězdí Pegasa. Dotyčná černá díra se tehdy stala jedním z nejjasnějších zdrojů rentgenového záření celé oblohy. Od té doby observatoř Swift sleduje i galaxii Markarian 335, jako jeden ze zajímavých cílů.
Rekonstrukce události s odpálení korony v Markarian 335. Kredit: NASA / JPL-Caltech.
V září 2014 observatoř Swift opět zaznamenala gigantickou erupci záření supermasivní černé díry Markarian 335. Jakmile to tým mise Swift zjistil, tak ihned vyrozuměl tým observatoře NuSTAR a ta v rámci programu „target of opportunity“ přerušila svá naplánovaná pozorování. A zaměřila se na tento aktuální cíl, hned jak to bylo možné. Observatoř NuSTAR nakonec stihla pozorování poloviny celé erupce Markarian 335.
Wilkins a spol. pak dali data dohromady a rekonstruovali z nich průběh celé události. Nejprve prý došlo k pohybu části korony směrem dovnitř k supermasivní černé díře a pak prudce vyrazila pryč jako energetický výtrysk hmoty. Badatelé zjišťovali pohyby korony analýzou spektra rentgenového záření zachyceného observatořemi Swift a NuSTAR. Také se ukázalo, že se korona Markarian 335 pohybuje pořádně rychle, rychlostí odpovídající zhruba 20 procentům rychlosti světla. Wilkinsův tým nakonec dospěl k názoru, že právě výtrysk korony byl původcem nedávno pozorované erupce rentgenového záření.
Fungování koron černých děr zůstává záhadou. Díky pozorování nedávné erupce Markarian 335 už ale o nich víme o něco víc, a také víme, že pozorování podobných jevů v budoucnu nám jistě zase něco prozradí. Badatelé chtějí pátrat například po tom, co vlastně vyvolalo odpálení korony pryč od supermasivní černé díry.
Literatura
NASA / Jet Propulsion Laboratory 27. 10. 2015.