Sciencemag.cz
Doporučujeme
Černé díry detekujeme nejenom podle jejich gravitačního působení, ale i ze souvisejícího záření. Když černá díra pohlcuje hmotu, okolní materiál se přehřívá. Navíc černá díra mnohdy zkonzumuje pouze část okolního materiálu a zbytek je naopak vyvržen jako výtrysky s často relativistickými rychlostmi. Nová studie ukazuje, že hmota a záření proudící od černé díry jsou charakteristické a odpovídají mj. její velikosti.
Obří černé díry nacházející se v jádrech galaxií s hmotnostmi až po miliardu Sluncí se nekrmí konstantní rychlostí. Jejich svítivost, odpovídající pohlcování materiálu, kolísá na různých časových škálách, od hodin po roky. Již několik studií se pokoušelo právě z tohoto blikání lze odvodit hmotnost superobřích černých děr. Rychlost světla zde funguje jako omezující hranice. Zdrojem událostí je akreční disk černé díry, který mívá průměr řádově světelné hodiny nebo dny – změna disku jako celku tak odpovídá maximální velikosti černé díry. Většina efektů se zde ovšem šíří pomaleji než rychlostí světla, disk černé díry blikající s periodou desetiletí nemá akreční disk o průměru deseti světelných let, ale menší. Každopádně až dosud příslušné korelace vedly k nepříliš přesvědčivým výsledkům.
Nová studie se nezabývá samotnou periodou blikání, ale jeho detailnějšími charakteristikami, tzv. výkonovou spektrální hustotou (power spectrum density, PSD), která udává rozložení energie záření. Jak ukázali autoři studie, tato veličina závisí na velikosti/hmotnosti černé díry celkem jednoznačně a představuje mnohem spolehlivější vodítko než samotná perioda blikání. Zajímavé je, že autoři studie použili svou metodu také na bílé trpaslíky. Tyto hvězdy o velikosti planety a hmotnosti Slunce mohou mít také akreční disky a vědci zjistili, že jejich model platí stejně dobře i pro tyto akreční disky. Jak se zdá, model tedy popisuje obecnější vlastnost akrečních disků, nikoliv jen obří černé díry. Odtud se odvíjí i myšlenka, že by se tímto způsobem dalo pátrat např. po černých dírách o střední hmotnosti (řádově stovky až desetitisíce Sluncí), kterých známe jen velmi málo, vesměs v kulových hvězdokupách. Příslušné signály akrečních disků těchto černých děr by mohla zachytit chystaná observatoř Very Rubinové.
A jakkoliv u superobřích černých děr by výkonová spektrální hustota měla jejich velikosti/hmotnosti odpovídat celkem spolehlivě, vědcům zatím není jasné, zda vliv nemůže přece jen hrát třeba i rychlost rotace černé díry nebo magnetické pole akrečního disku.
Burke, Colin J., et al. “A characteristic optical variability time scale in astrophysical accretion disks.” Science 373.6556 (2021): 789-792.
Zdroj: UniverseToday.com a další
