Supermasivní černá díra Mléčné dráhy se zrodila z neuvěřitelné kosmické srážky

Nový výzkum naznačuje, že centrální supermasivní černá díra Mléčné dráhy vznikla splynutím s jinou černou dírou přibližně před 9 miliardami let. Původ příznačně pojmenovaných supermasivních černých děr, jejichž hmotnost může být milionkrát až miliardkrát větší v porovnání s hmotností Slunce a které se nacházejí v centru většiny galaxií, zůstává jednou z největších záhad vesmíru.

Vědci z Nevadského centra pro astrofyziku (Nevada Center for Astrophysics – NCfA) při UNLV (University of Nevada, Las Vegas) nyní odhalili přesvědčivé důkazy, které naznačují, že supermasivní černá díra v centru naší Galaxie, známá jako Sagittarius A* (Sgr A*), pravděpodobně vznikla při dávném vesmírném splynutí.

Studie, která byla nedávno publikována v časopise Nature Astronomy, vychází z nedávných pozorování dalekohledu Event Horizon Telescope (EHT), který v roce 2022 pořídil první přímý snímek černé díry Sgr A*. EHT, který je výsledkem globální výzkumné spolupráce, synchronizuje data z osmi existujících radioteleskopů po celém světě a vytváří tak obrovský virtuální teleskop o velikosti Země.

Toto je první snímek Sgr A*, supermasivní černé díry v centru naší Galaxie. Jedná se o první přímý vizuální důkaz přítomnosti této černé díry. Pořídil jej dalekohled Event Horizon Telescope (EHT), který propojil osm existujících radioteleskopů po celé planetě do jednoho virtuálního dalekohledu „velikosti Země“. Dalekohled je pojmenován podle horizontu událostí, hranice černé díry, za kterou nemůže uniknout žádné světlo.

Zkoumání vzniku Sagittarius A*

Astrofyzici z UNLV Yihan Wang a Bing Zhang využili data z pozorování Sgr A* pomocí EHT k hledání důkazů o tom, jak mohla vzniknout. Předpokládá se, že supermasivní černé díry rostou buď akrecí hmoty v průběhu času, nebo splynutím dvou existujících černých děr.

Tým UNLV zkoumal různé modely růstu, aby pochopil zvláštní rychlou rotaci a nesouměrnost Sgr A* vzhledem k úhlovému momentu Mléčné dráhy. Tým prokázal, že tyto neobvyklé vlastnosti lze nejlépe vysvětlit velkým splynutím Sgr A* s jinou supermasivní černou dírou, pravděpodobně pocházející ze satelitní galaxie.

„Tento objev nám otevírá cestu k pochopení toho, jak supermasivní černé díry rostou a vyvíjejí se,“ řekl Wang, hlavní autor studie a postdoktorand NCfA na UNLV. „Nesouměrně vysoký spin Sgr A* naznačuje, že se mohla spojit s jinou černou dírou, což dramaticky změnilo její amplitudu a orientaci rotační osy.“

Pomocí sofistikovaných simulací vědci modelovali důsledek splynutí a zvažovali různé scénáře, které odpovídají pozorovaným rotačním vlastnostem Sgr A*. Jejich výsledky naznačují, že sloučení s poměrem hmotností 4:1 a vysoce skloněnou orbitální konfigurací by mohlo reprodukovat vlastnosti pozorované EHT.

Časová osa sloučení a galaktická historie

„K tomuto sloučení došlo pravděpodobně před přibližně 9 miliardami let po splynutí Mléčné dráhy s galaxií Gaia-Enceladus,“ uvedl Zhang, profesor fyziky a astronomie na UNLV a zakládající ředitel NCfA. „Tato událost nejenže poskytuje důkazy pro teorii hierarchického slučování černých děr, ale také umožňuje nahlédnout do dynamické historie naší Galaxie.“

Sgr A* se nachází v centru naší Galaxie, od Země je vzdálená více než 27 000 světelných let a sofistikované nástroje, jako je EHT, poskytují přímé snímky, které vědcům pomáhají testovat předpovědní teorie.

Budoucí důsledky a vesmírné detektory

Vědci tvrdí, že výsledky studie budou mít významný dopad na budoucí pozorování pomocí připravovaných vesmírných detektorů gravitačních vln, jako je například laserová interferometrická vesmírná anténa LISA, jejíž vypuštění je plánováno na rok 2035 a která by měla odhalit podobná spojení supermasivních černých děr v celém vesmíru.

Zdroj: https://scitechdaily.com/milky-ways-supermassive-black-hole-born-from-incredible-cosmic-collision/

autor: František Martinek