Rekordně velké černé díry

Pozorování pomocí dalekohledu Gemini North na Havajských ostrovech vedla k objevu objektů, které astronomové označují za největší černé díry, jaké byly doposud pozorovány v nejbližším kosmickém okolí. Tento výsledek je velmi důležitý pro vysvětlení dlouhodobé záhady, kde se v současném vesmíru ukrývají právě ty největší černé díry. 

„Stěží by mohly zmizet pryč,“ říká Nicholas McConnell, postgraduální student na University of California, Berkeley, který je hlavním autorem článku publikovaném 8. 12. 2011 v časopise Nature. „Tak kde jsou tyto černé díry ukryty v současné době?“

Objev dvou takovýchto supermasivních černých děr, jejichž hmotnosti téměř 10 miliardkrát převyšují hmotnost Slunce, poskytují odpověď na uvedenou otázku.

V tomto okamžiku je příliš brzy říkat, zda tyto dvě nalezené černé díry jsou ve vesmíru ojedinělé či zda se jedná o pověstný vrcholek ledovce, říká Nicholas McConnell. Během příštích několika let plánujeme prověřit desítky největších galaxií v místní části vesmíru a budeme pátrat po obdobných černých dírách. Nalezení většího počtu podobných objektů může potvrdit, že vesmír dříve obsahoval dostatek materiálu pro růst obřích černých děr.

Nicholas McConnell se svým školitelem a vedoucím týmu Chung-Pei Ma se při výzkumu spojili s dalšími astronomy z univerzit Texas a Michigan, z Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics at the University of Toronto, Canada, a rovněž z National Optical Astronomy Observatory (NOAO), Arizona.

„Velmi aktivní kvasary, které jsme objevili při pohledu zpět v čase do období mladého vesmíru, mohly procházet bouřlivým obdobím, než se staly klidnými obřími eliptickými galaxiemi, jak je dnes pozorujeme,“ říká Chung-Pei Ma. „Černé díry uprostřed těchto galaxií nejsou delší dobu krmeny plynným materiálem – neprobíhá zde akrece, přestaly být aktivní a staly se neviditelnými. My jsme je objevili pouze na základě gravitačního vlivu na hvězdy obíhající v jejich blízkosti. Otázkou však zůstává, zda tyto monstrózní černé díry již dosáhly maximálního limitu pro hmotnost černých děr. Velké černé díry mají tendenci nacházet se v největších mateřských galaxiích,“ dodává Chung-Pei Ma. „Množství přítomného materiálu určuje, jak velká černá díra může vzniknout.“

Kromě pozorování pomocí dalekohledu Gemini byla doplňující data získána z Keckova dalekohledu (Havajské ostrovy) a z McDonald Observatory, která podporují závěry výzkumného týmu, že nově objevené černé díry jsou dosavadními držiteli rekordu co do hmotnosti. „Předpokládáme, že černá díra o hmotnosti 10 miliard hmotností Slunce je maximálně možným zdrojem energie pro vzdálené kvasary, pozorované v mladém vesmíru, tj. zhruba v období 3 miliardy roků po velkém třesku,“ říká James Graham (Canadian Dunlap Institute).

Doposud bylo objeveno 63 superhmotných černých děr, nacházejících se v jádrech blízkých galaxií. Největší z nich (hmotnost 6,3 miliardy hmotností Slunce) se nachází v jádru galaxie M 87.

Tyto největší černé díry astronomové objevili v galaxiích NGC 3842 a NGC 4889: obě jsou obřími eliptickými galaxiemi a nejjasnějšími členy galaktické kupy. NGC 3842 je od nás vzdálena 320 miliónů světelných roků a je součástí galaktické kupy v souhvězdí Lva. NGC 4889 je nejjasnější galaxií proslulé galaktické kupy Coma (Vlasy Bereniky) a od Země je vzdálena přibližně 336 miliónů světelných roků. Obě galaxie jsou dostatečně jasné na to, abychom je spatřili amatérskými dalekohledy.

Nicholas McConnell dodává, že ačkoliv jsou studované galaxie poměrně blízko, je mimořádně obtížné pozorovat hvězdy v okruhu do 1000 světelných roků v okolí černých děr, nacházejících se ve vzdálenosti přes 300 miliónů světelných let. Pouze hvězdy obíhající v této malé oblasti v okolí černé díry jsou citlivé na její gravitační působení a ze změn jejich drah bylo možné určit hmotnost přítomné černé díry. „To znamená, že potřebujeme mimořádné pozorovací podmínky a nejnovější technologie, abychom měli naději, že zjistíme, co se děje v okolí černé díry,“ vysvětluje Nicholas McConnell.

Každá ze dvou objevených černých děr je 2500krát hmotnější než černá díra, která se „usídlila“ v centru naší Galaxie a jejíž hmotnost se odhaduje na 4 milióny hmotností Slunce. Člen výzkumného týmu Tod R. Lauer (NOAO) poznamenává, že tzv. horizont událostí (tj. oblast v okolí černé díry, z níž nemůže uniknout žádné záření) je u těchto obřích černých děr větší než rozměry naší Sluneční soustavy (5 až 10krát větší než průměr dráhy Pluta).

Zdroj: http://www.gemini.edu/node/11703

autor: František Martinek