Toulavá supermasivní černá díra objevena ve vzdálené spirální galaxii

Při použití radioteleskopu Arecibo a dalekohledu Gemini astronomové detekovali stěhovavou supermasivní černou díru v galaxii pojmenované SDSS J043703.67+245606.8 (zkráceně J0437+2456). Hvězdný ostrov J0437+2456 je spirální galaxií typu Sb, která je od Země vzdálena přibližně 230 miliónů světelných roků a její poloha se promítá do souhvězdí Býka. Supermasivní černá díra, která byla poprvé detekována v roce 2018, má hmotnost zhruba tři milióny hmotností Slunce.

„Nepředpokládali jsme, že se dospělé supermasivní černé díry budou stěhovat; obvykle jsou spokojeny prostě s tím, že posedávají na místě,“ říká Dominic Pesce, astronom na Harvard & Smithsonian Center for Astrophysics. „Jsou tak těžké, že je obtížné s nimi vůbec pohnout. Vezměte v úvahu, jak velmi obtížné je kopnutím uvést do pohybu bowlingovou kouli v porovnání s fotbalovým míčem. Supermasivní černá díra v tomto případě představující bowlingovou kouli je několik miliónkrát hmotnější než Slunce. Její uvedení do pohybu by vyžadovalo velmi mohutné kopnutí.“

Při použití pozorování z radioteleskopu Arecibo a dalekohledu Gemini potvrdili Dominic Pesce a jeho spolupracovníci počáteční odhalení. Zjistili, že supermasivní černá díra v objektu J0437+2456 se pohybuje rychlostí přibližně 177 000 kilometrů za hodinu (tj. asi 49 km/s). Avšak co způsobilo tento její rychlý pohyb, není známo.

„Možná zde pozorujeme následky splynutí dvou supermasivních černých děr,“ říká Jim Condon, radioastronom na National Radio Astronomy Observatory (NRAO). „Následek takového splynutí může udělit nově zrozené černé díře zpětný ráz a my můžeme pozorovat ´při činu´ její pohyb napříč galaxií.“ Avšak je zde ještě jedna, snad dokonce mnohem více vzrušující možnost: černá díra může být součástí binárního systému. Takové systémy by sice měly být vzácné, podle vědců však mohou existovat.

„Navzdory všem očekáváním, ve skutečnosti astronomové měli problémy identifikovat jasně příklady binárních supermasivních černých děr,“ říká Dominic Pesce. „Co by mohlo být pozorováno v objektu J0437+2456, je jedna z černých děr v takovém páru, s další zbývající černou dírou ukrytou před našimi rádiovými pozorováními, protože je zde nedostatek maserové emise.“

Pro výzkum si astronomové vybrali galaxie, jejichž supermasivní černé díry mají v akrečním disku pohlcované hmoty velké množství vody. Když voda v akrečním disku krouží kolem černé díry, tak vzniká astrofyzikální maser, v tomto případě paprsek rádiových vln, který připomíná laser. Pozemská síť radioteleskopů s technologií VLBI (Very Long Baseline Interferometry) dokáže s pomocí maseru velmi přesně změřit pohyb dotyčné černé díry, který pak lze porovnat s pohybem galaxie.

Článek byl publikován v časopise Astrophysical Journal.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/wandering-supermassive-black-hole-09446.html a https://www.cfa.harvard.edu/news/2021-06

autor: František Martinek