Nejbližší dvojice supermasivních černých děr

Astronomové využívající kosmický dalekohled NASA s názvem Chandra X-ray Observatory objevili první dvojici supermasivních černých děr ve spirální galaxii, která je podobná té naší. Dvojice černých děr v souhvězdí Hydry, která je od Země vzdálena přibližně 160 miliónů světelných roků, je zatím nejbližší takovouto známou soustavou.

Dvě černé díry se nachází poblíž středu spirální galaxie NGC 3393, přičemž je dělí vzdálenost pouhých 490 světelných roků. Obě černé díry jsou pravděpodobně pozůstatkem srážky a splynutí dvou galaxií rozdílných hmotností. K této události došlo zřejmě před více než miliardou roků.

„Pokud by se galaxie nenacházela tak blízko Země, neměli bychom šanci rozlišit tyto dvě černé díry, jak se to nyní astronomům povedlo,“ říká Pepi Fabbiano, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), Cambridge, Massachusetts, hlavní vedoucí studie, která byla publikována minulý týden v internetovém vydání časopisu Nature. „Protože se tato galaxie nachází doslova za humny – pokud se týká kosmických měřítek – můžeme přemýšlet o tom, jak velké množství takovýchto dvojic černých děr nám zatím uniká.“

Dřívější pozorování v oboru rentgenového záření a na dalších vlnových délkách elektromagnetického spektra vedla k závěru, že se v centru galaxie NGC 3393 nachází jedna černá díra. Avšak „dlouhý pohled“ družice Chandra v trvání téměř 28 hodin umožnil astronomům detekovat podvojnost černé díry. Obě černé díry se stále ještě zvětšují, přičemž emitují rentgenové záření v důsledku intenzivního zahřívání okolního plynu, který na ně postupně padá.

Když dojde ke srážce dvou stejně velkých spirálních galaxií, měl by jejím důsledkem být podle názoru astronomů vznik dvojice černých děr, galaxie s narušenou strukturou a překotná tvorba hvězd. Velmi dobře známým příkladem je dvojice supermasivních černých děr v galaxii NGC 6240, která se nachází ve vzdálenosti 330 miliónů světelných roků od Země.

Avšak NGC 3393 je velice dobře uspořádanou spirální galaxií, v jejíž centrální výduti převládají staré hvězdy. Jedná se o docela nezvyklé rekvizity pro galaxii obsahující dvojici černých děr. Galaxie NGC 3393 tak může být prvním známým případem, kdy došlo ke splynutí jedné velké a jedné mnohem menší galaxie při události přezdívané astronomy „pomalá srážka“, jehož důsledkem je vytvoření dvojice supermasivních černých děr. Skutečně některé teorie předpokládají, že pomalé srážky mohou být poměrně častým případem vytvoření dvojice černých děr, avšak ti správní kandidáti se obtížně hledají.

„Dvě galaxie splynuly v tomto případě bez jakýchkoliv stop po dřívější kolizi, nehledě na vytvořenou dvojici černých děr,“ říká spoluautor článku Junfeng Wang, rovněž pracovník CfA.

Pozorování ukazují, že obě černé díry mají mnohem větší hmotnost než několik miliónů hmotností Slunce. Pokud zde skutečně došlo k pomalé srážce, i černé díry by nakonec měly za několik miliard let splynout.

Obě superhmotné černé díry jsou zahaleny přítomným prachem a plynem, což má za následek jejich obtížné pozorování ve viditelném světle. Protože rentgenové záření je mnohem energetičtější, může snáze tímto materiálem proniknout. Spektra pořízená rentgenovou družicí Chandra ukazují jasné znaky přítomnosti dvojice supermasivních černých děr.

Objev v galaxii NGC 3933 má některé podobnosti s dvojicí supermasivních černých děr, kterou nedávno studovala Julia Comerford (University of Texas, Austin), která rovněž využila data z rentgenové družice Chandra. Dva rentgenové zdroje, které mohou mít svůj původ v superhmotných černých dírách v galaxii nacházející se ve vzdálenosti 2 miliardy světelných roků od Země, jsou od sebe vzdáleny přibližně 6 500 světelných let. Podobně jako galaxie NGC 3933 i tato hostitelská galaxie nevykazuje žádné stopy přítomnosti mimořádného množství vznikajících hvězd.

„Srážky a splynutí jsou jedním z velmi důležitých způsobů, který galaxie a černé díry využívají ke svému růstu,“ říká spoluautor článku Guido Risaliti (CfA a National Institute for Astrophysics, Florence, Itálie). „Objevení dvojice černých děr ve spirální galaxii je důležitou stopou ke studiu, jak k takové události dochází.“

Zdroj: http://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/H-11-278.html

autor: František Martinek