Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pomocí dalekohledu VLT Evropské jižní observatoře astronomové odhalili zatím nejbližší známý pár superhmotých černých děr. Dvě černé díry navíc dělí od sebe navzájem mnohem menší vzdálenost, než u kteréhokoliv jiného dosud objeveného systému tohoto typu. Dvojice skončí svoji existenci splynutím do jedné obří černé díry.
Pár superhmotných černých děr leží v galaxii NGC 7727 vzdálené od nás asi 89 milionů světelných let, která se na obloze nachází v souhvězdí Vodnáře. I když se to může zdát daleko, předchozí rekord, 470 milionů světelných let, překonala tato dvojice se značným náskokem a stala se nejbližším známým vázaným systémem superhmotných černých děr.
Superhmotné černé díry se ukrývají v centrech hmotných galaxií a pokud se dvě takové galaxie sloučí dohromady, ocitnou se i černé díry na ‚kolizním kurzu‘. Pár v galaxii NGC 7727 překonal také dosud platný rekord nejmenší vzájemné vzdálenosti – komponenty leží jen asi 1 600 světelných let od sebe. „Poprvé se nám podařilo najít dvě superhmotné černé díry takto blízko u sebe. Je to méně než polovina dosavadního rekordu,“ upozorňuje astronomka Karina Voggel (Strasbourg Observatory, Francie), hlavní autorka studie publikované ve vědeckém časopise Astronomy & Astrophysics.
„Malá vzdálenost a vzájemná rychlost těchto dvou černých děr ukazuje, že se nakonec spojí do jedné obří, a to v průběhu následujících 250 milionů let,“ doplňuje spoluautor práce profesor Holger Baumgardt (University of Queensland, Austrálie). Vzájemné slučování černých děr této velikosti by mohlo vysvětlovat, jakým způsobem vznikly vůbec nejhmotnější objekty tohoto typu ve vesmíru.
Karina Voggel a její tým byli schopni určit hmotnosti jednotlivých komponent objevené dvojice a to pomocí sledování jejich gravitačního působení na pohyb hvězd v okolí. Větší černá díra leží v samotném jádru galaxie NGC 7727 a její hmotnost byla určena na téměř 154 milionů Sluncí. Její souputník je o poznání lehčí, váží jen asi 6,3 milionu hmotností Slunce.
Touto metodou byly hmotnosti složek u páru superhmotných černých děr určeny rovněž poprvé. Umožnila to jednak relativně malá vzdálenost mateřské galaxie, ale také detailní pozorování, které členové týmu získali pomocí přístroje MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) pracujícího ve spojení s dalekohledem ESO/VLT (Very Large Telescope). Vedoucí autorka studie se s přístrojem naučila pracovat během své studentské stáže v ESO. Měření hmotností pomocí MUSE a využití dalších dat získaných kosmickým dalekohledem HST (NASA/ESA Hubble Space Telescope), vědcům umožnilo potvrdit, že objekty v galaxii NGC 7727 jsou skutečně černé díry.
Astronomové předpokládali, že tato galaxie obsahuje dvě velké černé díry. Až dosud ale nebyli schopni potvrdit jejich přítomnost, protože nepozorovali velké množství záření s vysokou energií přicházející z jejich bezprostřední blízkosti, které by je jinak prozradilo. „Naše závěry naznačují, že by ve vesmíru mohlo existovat mnohem víc těchto reliktů galaktických kolizí a ty by mohly skrývat řadu černých děr, které stále čekají na objevení,“ říká Karina Voggel. „Celkový počet známých superhmotných černých děr v blízkém okolním vesmíru by se tak mohl zvednout až o 30 %.“
Předpokládá se, že při hledání podobných skrytých párů superhmotných černých děr přinese značný pokrok budovaný dalekohled ESO/ELT (Extremely Large Telescope), který by měl zahájit vědeckou činnost na konci tohoto desetiletí v Chilské poušti Atacama. „Toto pozorování je pouhý začátek,“ dodává spoluautor práce astronom Steffen Mieske (ESO, Chile, Vedoucí vědeckých operací Observatoře Paranal). „S přístrojem HARMONI a dalekohledem ELT budeme schopni podobné objekty detekovat na značně větší vzdálenost. ELT bude pro porozumění těmto objektům zásadní.“
Výzkum byl prezentován v článku „First Direct Dynamical Detection of a Dual Super-Massive Black Hole System at sub-kpc Separation“ publikovaném v časopise Astronomy & Astrophysics (doi: 10.1051/0004-6361/202140827).
