Sciencemag.cz
Doporučujeme
V poslední době se podařilo změřit hmotnosti několika obřích černých děr v centrech galaxií, tyto výsledky přinášejí ale současně určité problémy. Vědci proto přišli s novou metodou, která k vážení černých děr využívá „globálních“ vlastností celé galaxie a jejího okolí.
Letos na jaře byl pořízen vůbec první snímek supermasivní černé díry ve středu galaxie Messier 87 a nedávno se podařilo stanovit hmotnost dosud vůbec největší černé díry (v kupě galaxií Abell 85).
Viz také: Největší černá díra je v clusteru galaxií Abell 85
Současná metoda využívající ke stanovení hmotnosti černé díry rychlost okolo obíhajících prstenců prachu a plynu je závislá na naši schopnosti vše dostatečně přesně pozorovat dalekohledy a následně data komplexně vyhodnocovat; dokážeme takto zachytit pouze některé černé díry, např. do určité vzdálenosti od Země atd. Objekty, které tímto způsobem umíme změřit, zřejmě nejsou typické, přednostně jde o objekty blíže k Zemi a také o ty větší z černých děr. Pokud se hmotnost jiných černých děr pak odhaduje na základě různých analogií, docházíme možná k systematické chybě – hmotnosti mnohých černých děr nadhodnocujeme. Alespoň to tak vypadá na základě dalších dat, která se nám nějak nezdají.
Při srážkách superhmotných černých děr totiž vznikají gravitační vlny, ty zase ovlivňují světlo z pulzarů – rychle rotujících neutronových hvězd. Očekávané efekty gravitačních vln na periody pulzů (jejich posuny v důsledku relativistických efektů) se ale zatím nepodařilo zachytit. Je možné, že srážkám černých děr pořádně nerozumíme nebo se zde chová divně gravitace jako taková. Jednodušší vysvětlení ale zní, že srážející se černé díry jsou ve skutečnosti méně hmotné, vliv příslušných gravitačních vln na světlo pulzarů by pak byl menší a hůře detekovatelný.
Právě to tvrdí nová studie publikovaná v Nature Astronomy. Příslušnou tiskovou zprávu vydala University of Pennsylvania, na práci se podílel rozsáhlý tým vědců z řady institucí v USA, Velké Británii, Německu, Itálii a Chile. Současně s tvrzením o nižší hmotnosti černých děr uvnitř galaxií byla k odhadu této velikosti navržena metoda, která vychází spíše z globálních vlastností celé galaxie (poznámka PH: asi nějak ve smyslu: „galaxie podobného typu, podobně staré a podobně velké by měly mít podobně hmotné černé díry“). Základem celého postupu je to, že samotnou galaxii navíc ještě obklopují halo temné hmoty (poznámka PH: takže nová metoda zase ale zřejmě stojí a padá s existencí temné hmoty, možná i s nějakým jejím konkrétním modelem). Čím mohutnější haló, tím má zase galaxie prý sklony se obklopovat jinými velkými galaxiemi. Černou díru uprostřed galaxie tedy můžeme přibližně vážit pomocí různých globálních parametrů, které bychom měli dokázat změřit snadněji, alespoň některé z nich – a výsledné hmotnosti by měly vycházet nižší než podle analogií „diskové“ metody.
Narženou metodu je ale, když nic jiného, teprve třeba otestovat. Její odhady se musí porovnat s novými výsledky získanými pomocí měření disků rotujících kolem černých děr, a k těm nás zase dovedou asi teprve nové dalekohledy, respektive jiné pokroky v pozorovací technice.
Francesco Shankar et al. Constraining black hole–galaxy scaling relations and radiative efficiency from galaxy clustering, Nature Astronomy (2019). DOI: 10.1038/s41550-019-0949-y
Zdroj: University of Pennsylvania/Phys.org
