Sciencemag.cz
Doporučujeme
Leo I je jednou z trpasličích satelitních galaxií obíhajících Mléčnou dráhu. Zajímavé je, že podle nové studie by se v ní měla nacházet obří černá díra o hmotnosti 3 miliony Sluncí. Pokud se podaří i příslušné pozorování, šlo by o druhou potvrzenou superhmotnou černou díru nejblíž Zemi – pochopitelně po té, která sídlí v centru Mléčné dráhy.
Supermasivní černou díru s označením Leo I* poprvé navrhl nezávislý tým astronomů na konci roku 2021. Vědci si všimli, že hvězdy nabírají rychlost, když se přibližují ke středu galaxie, ale přímý záznam záření z okolí (hypotetické) černé díry nebylo možné provést.
Fabio Pacucci a Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics nyní navrhli nový způsob ověření existence této supermasivní černé díry. Pokud černá díra právě nepohlcuje hmotu, nevyzařuje z jejího okolí žádné světlo a není přímo nijak viditelná. To je i problém galaxie Leo I, která už prakticky neobsahuje žádný plyn (galaxie tohoto typu se někdy označují jako „fosilní“). Podle nové studie by zde ale jedna šance i tak mohla být. Kolem černé díry stále putují hvězdy a gravitace by z nich mohla vytrhávat trochu hmoty – takže by se černá díra přece jen mohla mít čím krmit, kolem by se mohl vytvářet akreční disk a zářit. Navíc to, že Leo I je fosilní galaxie, z druhé strany znamená, že staré jsou i její hvězdy. Pro červené obry je typický silný vítr, který odnáší část jejich hmoty do okolí. V prostoru kolem černé díry by tak těchto hvězd mohlo být dost na to, aby se proudy hmoty směřující do černé díry daly pozorovat, praví vědci.
Pokud se vše potvrdí, šlo mohlo by jít o dost zásadní výsledek. Černá díra by totiž podle nepřímých měření (změn rychlostí hvězd) mohla mít podobnou hmotnost jako ta uvnitř naší Galaxie (Sagittarius A*), přitom ale galaxie Leo I je oproti Mléčné dráze tisíckrát menší. To by značně nabouralo současné představy o koevoluci centrálních černých děr a jejich galaxií jako celku.„Desetiletí studií ukazují, že většina masivních galaxií hostí ve svém středu supermasivní černou díru, jejíž hmotnost tvoří desetinu procenta celkové hmotnosti sféroidu hvězd, který ji obklopuje,“ uvádí průvodní tisková zpráva (sféroid je rotační elipsoid se dvěma stejně dlouhými osami).
Vědci získali pro další výzkum pozorovací čas na rentgenové observatoři Chandra a radioteleskopu Very Large Array a v současné době analyzují nová data.
Accretion from Winds of RGB Stars May Reveal the Supermassive Black Hole in Leo I, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b21
Zdroj: Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics / Phys.org
Poznámky:
Samozřejmě je možné i pozorování černé díry (která ve středu galaxie téměř jistě je), aniž se ovšem potvrdí její nezvykle vysoká hmotnost.
Tedy ono „druhá nejbližší“ v titulku je míněno jako (eventuálně) přímo pozorovatelná, černé díry očekáváme ve středu všech galaxií.
Proč nejde odvodit hmotnost centrální černé díry z oběžných rychlostí hvězd v galaxii? Hmotnost hvězd odvodit lze ze spektra a vyzařovaného výkonu, co v systému není vidět a je potřeba pro pozorované rychlosti oběhu bude hmotnost černé díry. Vlastně mě napadá jenom to, že hvězdné systémy obíhají kolem centra galaxie tak pomalu, že jejich rychlost nedokážeme měřit s přijatelnou přesností.
Protože hvězdy v galaxii neobíhají kolem černé díry tak, jako to dělají hvězdy kolem planet. Jak je v článku zmíněno, tak hmotnost centrální černé díra je jen 0.1% hmotnosti okolních hvězd. Nejde tedy ani tak o obíhání, jako o komplexní interakce miliard podobně těžkých hvězd, kdy každá působí na každou jinou.