Chandra objevila pomalu rotující supermasivní černou díru

Supermasivní černá díra uprostřed kvazaru H1821+643, který je vzdálen od Země asi 3,4 miliardy světelných roků, rotuje zhruba poloviční rychlostí světla. Kompozitní snímek kvazaru H1821+643 v úvodu článku obsahuje rentgenové záření zachycené družicí Chandra (modrá barva), které bylo zkombinováno s rádiovým zářením z radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (červená barva) a s optickým světlem z dalekohledu PanSTARRS na Havaji (bílá a žlutá barva).

„Ohodnotili jsme aktivně rostoucí černou díru v kvazaru H1821+643 dosahující hmotnost mezi třemi a třiceti miliardami hmotností Slunce, což z ní dělá jednu z nejhmotnějších známých černých děr,“ říká Júlia Sisk-Reynés z Institute of Astronomy at the University of Cambridge. „Naproti tomu supermasivní černá díra v centru naší Galaxie – Mléčné dráhy – má hmotnost zhruba 4 milióny hmotností Slunce.“

Při svém výzkumu astronomové analyzovali data z rentgenové družice NASA s názvem Chandra X-ray Observatory. Zjistili, že supermasivní černá díra H1821+643 se nachází v jasném bodě v centru rádiové a rentgenové emise.

Protože rotující černá díra unáší okolní prostor a dovoluje hmotě obíhat blíže než je možné pro nerotující černou díru, rentgenová data mohou ukázat, jak rychle černá díra rotuje.

Spektrum H1821+643 napovídá, že černá díra rotuje v měřítku srovnatelném s jinými, méně hmotnými objekty, které rotují rychlostí blízkou rychlosti světla. Toto je vůbec nejpřesnější měření rychlosti pro tak hmotnou černou díru.

„Proč černá díra v kvazaru H1821+643 rotuje pouze poloviční rychlostí v porovnání s její méně hmotnou sestřenicí? Odpověď může ležet v tom, jak tyto supermasivní černé díry rostly a jak se vyvíjely,“ říkají astronomové.

„Tato relativně pomalá rotace podporuje představu, že většina superhmotných černých děr, jako je H1821+643, prodělala většinu svého růstu slučováním s jinými černými dírami nebo v důsledku plynu přitahovaného dovnitř v nahodilých směrech, když jejich velké disky byly narušeny.“

„Supermasivní černé díry rostoucí tímto způsobem pravděpodobně často prodělaly velké změny rotace včetně zpomalení nebo otáčení v opačném směru.“

„Prognóza je tudíž taková, že většina supermasivních černých děr by měla být pozorována v širokém rozsahu rychlostí rotace než u jejich méně hmotných příbuzných.“

Na druhou stranu vědci očekávají, že méně hmotné černé díry nahromadily většinu své hmoty z plynného disku, který rotuje kolem nich.

„Protože takovéto disky jsou podle očekávání stabilní, dopadající hmota vždycky přichází ze směru, který bude zvyšovat rychlost rotace černé díry, dokud nedosáhne maximální možné rychlosti, což je rychlost světla,“ říkají astronomové.

Článek byl publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/slow-rotating-supermassive-black-hole-10958.html a https://chandra.harvard.edu/photo/2022/h1821/

autor: František Martinek