Černá díra střední velikosti objevena na periferii čočkovité galaxie

Jasný zdroj rentgenového záření v hmotné hvězdokupě na periferii objektu 6dFGS gJ215022.2-055059, což je čočkovitá galaxie nacházející se ve vzdálenosti zhruba 806 světelných roků od Země, je černou dírou střední velikosti. Vyplývá to z nové studie publikované v časopise Astrophysical Journal Letters.

Astronomové dávno vědí, že černé díry dosahující zhruba 10 až 100 hmotností Slunce vznikají jako pozůstatky zaniklých hmotných hvězd. A supermasivní černé díry, jejichž hmotnosti přesahují více než 100 000 hmotností Slunce, se zase nacházejí v centrech většiny větších galaxií.

Avšak napříč vesmírem je podle názoru astronomů roztroušeno mnoho zjevných černých děr velmi záhadného typu. V rozmezí hmotností od 100 do 100 000 hmotností Slunce se nacházejí černé díry střední velikosti, což jsou velmi obtížně polapitelné objekty, a tak je rozhodující pečlivě je posoudit a vyloučit alternativní vysvětlení každého kandidáta. „To je to, co nám Hubbleův vesmírný teleskop HST umožnil udělat u našeho kandidáta,“ říká hlavní autor Dacheng Lin, astronom na University of New Hampshire.

V roce 2006 rentgenová družice NASA s názvem Chandra X-ray Observatory a družice ESA pojmenovaná XMM-Newton detekovaly silné rentgenové záření, avšak nebylo jasné, jestli pochází zevnitř Mléčné dráhy nebo zvnějšku naší Galaxie.

Astronomové to přisuzovali hvězdě roztrhané po tom, co se přiblížila příliš blízko ke gravitačně silnému kompaktnímu objektu, jako je černá díra. Kupodivu rentgenový zdroj pojmenovaný 3XMM J215022.4-055108 se nenacházel v centru galaxie, kde velmi hmotné černé díry obvykle sídlí. To zvýšilo naději, že „pachatelem“ je skutečně černá díra střední velikosti, což vyloučilo alternativní vysvětlení: neutronovou hvězdu v Mléčné dráze, chladnoucí po předcházejícím zahřátí na velmi vysokou teplotu.

Hubbleův kosmický teleskop HST byl nasměrován na zdroj rentgenového záření za účelem určení jeho přesné polohy. Detailní snímek s vysokým rozlišením potvrdil, že rentgenové záření nevychází z izolovaného zdroje v Mléčné dráze, ale místo toho ze vzdálené a husté hvězdokupy na periferii objektu 6dFGS gJ215022.2-055059 – přesně z oblasti astronomy předpokládané k nalezení důkazu přítomností černé díry střední velikosti.

Hvězdokupa, která je domovem rentgenového zdroje 3XMM J215022.4-055108, může být obnažené jádro málo hmotné trpasličí galaxie, která byla v důsledku gravitačních a slapových sil roztrhaná v důsledku blízké interakce s galaxií, která je její současnou větší sousedkou.

Dacheng Lin se svými spolupracovníky rovněž prostudoval archivní data družice XMM-Newton a pátral mezi stovkami tisíců zdrojů za účelem objevení jasných důkazů pro tohoto jediného kandidáta. Dříve nalezený zdroj rentgenového záření z roztrhané hvězdy umožnil astronomům odhadnout hmotnost černé díry – je přibližně 50 000× větší, než činí hmotnost Slunce.

„Studování původu a vývoje černých děr střední velikosti nakonec poskytne odpověď na to, jak supermasivní černé díry, které nacházíme v centrech velkých galaxií, přicházejí na svět,“ říká spoluautorka studie Natalie Webb, astronomka z Université de Toulouse.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/intermediate-mass-black-hole-outskirts-lenticular-galaxy-08284.html

autor: František Martinek