Astronomové změřili hmotnost a rotaci středně hmotné černé díry

Černá díra střední hmotnosti, o níž tu mluvíme, byla přistižena při činu, když polykala hvězdu, což je úkaz nazývaný jako slapové roztrhání. Událost přezdívaná 3XMM J215022.4-055108 se přihodila ve hvězdokupě přidružené k čočkovité galaxii ve vzdálenosti téměř 800 miliónů světelných roků.

„Skutečnost, že jsme byli schopni zachytit tuto černou díru střední hmotnosti, zatímco hltala hvězdu, nabízí mimořádnou příležitost k pozorování úkazu, který z jiného hlediska by byl neviditelný,“ říká profesorka Ann Zabludoff, astronomka na University of Arizona. „Nejen že jsme byli schopni na základě analýzy vzplanutí lépe pochopit tuto nepolapitelnou kategorii černých děr, které můžeme dobře vysvětlit, a to vzhledem k většině černých děr v centrech galaxií.“

Profesorka Ann Zabludoff se svými spolupracovníky využila rentgenové záření (X) vyzařované v průběhu jevu 3XMM J215022.4-055108 k uskutečnění prvních měření hmotnosti černé díry střední velikosti a její rotace.

„Pozorovaná rentgenová emise z vnitřního disku tvořeného pozůstatky umírající hvězdy nám možná umožnila odvodit nejen hmotnost, ale i rychlost rotace této černé díry a klasifikovat ji jako černou díru střední velikosti,“ říká Sixiang Wen, postgraduální vědecký pracovník Steward Observatory at the University of Arizona.

„Navzdory jejich předpokládanému množství, počátky supermasivních černých děr zůstávají neznámé a množství rozličných teorií soupeří v současné době o jejich vysvětlení,“ říká Peter Jonker, astronom na Radboud University and the SRON Netherlands Institute for Space Research. „Černé díry střední velikosti by mohly být zárodky, ze kterých supermasivní černé díry vyrostly.“

Proto jestli lépe porozumíme tomu, jak mnoho v dobrém slova smyslu černých děr střední velikosti se ve vesmíru nachází, může nám to pomoci určit, které teorie vzniku supermasivních černých děr jsou ty správné.

Ještě více vzrušující je měření rotace černých děr střední velikosti, čehož byl schopen výzkumný tým dosáhnout. Měření rotace představuje vodítko, jak černé díry rostou a třeba také týkající se jaderné fyziky.

„Tato černá díra má rychlou rotaci, avšak nikoliv nejrychlejší možnou rotaci,“ říká profesorka Ann Zabludoff. „Je pravděpodobné, že černá díra se zformovala běžným způsobem a nezměnila se mnoho od té doby nebo že dvě černé díry střední velikosti splynuly nedávno za vytvoření tohoto exempláře.“

Víme, že změřená rotace nepočítaje scénáře, kdy černá díra roste v průběhu dlouhého časového úseku z plynulého „pojídání“ plynu nebo z mnoha prudkých „přesnídávek“ plynu, které přilétají z nahodilých směrů.
Kromě toho míra rotace umožňuje astronomům prověřit hypotézy o povaze temné hmoty, která podle názoru astronomů představuje většinu hmoty ve vesmíru. Temná hmota se může skládat z neznámých elementárních částic ještě nespatřených při laboratorních experimentech.

„Mezi kandidáty jsou hypotetické částice známé jako ultralehké bozony,“ říká Nicholas Stone,  astronom na Hebrew University. „Jestliže tyto částice existují a mají hmotnosti v určitých mezích, budou předcházet černým dírám střední velikosti s vlastní rychlou rotaci.“

Objev byl publikován v Astrophysical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/mass-spin-intermediate-mass-black-hole-10078.html

autor: František Martinek