Odhalení monstrózní černé díry o hmotnosti 30 miliard Sluncí prostřednictvím fenoménu gravitační čočky

Astronomové vedeni Durhamskou univerzitou objevili jednu z největších černých děr, jaké kdy byly nalezeny, s hmotností více než 30 miliardkrát větší, než je hmotnost Slunce, a to s využitím gravitační čočky a superpočítačových simulací na zařízení DiRAC HPC. Tato průkopnická technika, která simuluje světlo putující vesmírem, umožnila vědcům přesně předpovědět dráhu světla, jak je vidět na skutečných snímcích z Hubbleova vesmírného dalekohledu HST. Objev byl publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

S využitím jevu zvaného gravitační čočka objevil tým astronomů jednu z největších černých děr, jaké kdy byly nalezeny. Tým vedený Durhamskou univerzitou ve Velké Británii použil gravitační čočku – kdy galaxie v popředí ohýbá světlo ze vzdálenějšího objektu a zvětšuje jej – a superpočítačové simulace na zařízení DiRAC HPC, které umožnily týmu podrobně prozkoumat, jak světlo ohýbá černá díra uvnitř galaxie stovky milionů světelných let od Země.

Tým simuloval světlo putující vesmírem několik set tisíckrát, přičemž každá simulace zahrnovala jinou hmotnost černé díry, která změnila cestu světla k Zemi. Když vědci do jedné ze svých simulací zahrnuli ultramasivní černou díru, dráha, kterou světlo z daleké galaxie dosáhlo Země, odpovídala dráze na skutečných snímcích pořízených Hubbleovým vesmírným dalekohledem.

To, co tým našel, byla ultramasivní černá díra, objekt o hmotnosti více než 30 miliardkrát větší než hmotnost našeho Slunce, v galaxii v popředí. Toto je první černá díra nalezená pomocí gravitační čočky a zjištění byla zveřejněna 29. března 2023 v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Většina největších černých děr, o kterých víme, je v aktivním stavu, kdy se hmota vtažená do blízkosti černé díry zahřívá a uvolňuje energii ve formě světla, rentgenového a dalšího záření. Gravitační čočka umožňuje studovat neaktivní černé díry, což v současnosti není jinak možné ve vzdálených galaxiích. Tento přístup by mohl astronomům umožnit objevit mnohem více neaktivních ultramasivních černých děr, než se dříve myslelo, a prozkoumat, jak se zvětšily.

Příběh tohoto konkrétního objevu začal v roce 2004, kdy si astronom z Durhamské univerzity, profesor Alastair Edge, všiml obřího oblouku gravitační čočky, když si prohlížel snímky průzkumu galaxie. O 19 let později a s pomocí několika snímků s extrémně vysokým rozlišením z Hubbleova teleskopu a superpočítačového zařízení DiRAC COSMA8 na Durhamské univerzitě se týmu astronomů podařilo tento objekt znovu prozkoumat.

Tým doufá, že je to první krok k umožnění hlubšího zkoumání záhad černých děr a že budoucí dalekohledy ve velkém měřítku pomohou astronomům studovat ještě vzdálenější černé díry, aby se dozvěděli více o jejich velikosti a hmotnosti.

Zdroj: https://scitechdaily.com/gravitys-cosmic-spotlight-unveiling-a-monstrous-30-billion-solar-mass-black-hole-through-light-bending-phenomenon/

autor: František Martinek