Sciencemag.cz
Doporučujeme
Za použití dalekohledu ESO VLT (Very Large Telescope) se astronomům podařilo charakterizovat jasný kvasar, který je nejen nejjasnějším svého druhu, ale také nejsvítivějším objektem, jenž byl kdy pozorován. Kvasary jsou jasná jádra vzdálených galaxií, která pohání supermasivní černé díry. Hmotnost černé díry v tomto rekordním kvasaru roste o ekvivalent jednoho Slunce za den, což z ní dělá nejrychleji rostoucí černou díru vůbec.
Černé díry pohánějící kvasary sbírají hmotu z jejich okolí v tak energickém procesu, že tím emitují ohromné množství světla. Dokonce tak moc, že jsou kvasary jedním z nejjasnějších objektů na obloze, a to i přes to, že jsou od Země velmi vzdálené. Obecně platí, že ty nejjasnější z nich ukrývají nejrychleji rostoucí supermasivní černé díry.
„Objevili jsme dosud nejrychleji rostoucí černou díru. Má hmotnost 17 miliard Sluncí a každý den spořádá hmotu o hmotnosti více než jednoho Slunce. Toto z ní dělá nejsvítivější objekt ve známém vesmíru,“ říká Christian Wolf, astronom z Australské národní univerzity (ANU) a vedoucí autor studie publikované dnes v Nature Astronomy. Kvasar, zvaný J0529-4351, je tak daleko od Země, že jeho světlu trvá přes 12 miliard let, než k nám dorazí.
Hmota, jež je ve tvaru disku přitahována k této černé díře, vyzařuje tolik energie, že je kvasar J0529-4351 přes 500 bilionkrát svítivější než Slunce [1]. „Všechno toto světlo přichází z horkého akrečního disku, který měří 7 světelných let v průměru – to musí být největší akreční disk ve vesmíru,“ říká student doktorského studia na ANU a spoluautor studie Samuel Lai. Sedm světelných let je přibližně 15000krát vzdálenost mezi Sluncem a oběžnou dráhou Neptunu.
Pozoruhodné je, že se tento rekordní kvasar skrýval vědcům přímo před očima. „Je překvapivé, že jsme o něm dosud nevěděli, když známe skoro milion méně zajímavých kvasarů. Přitom nám doslova zíral do tváře,“ říká spoluautor Christopher Onken, astronom na ANU. Dodal, že tento objekt se objevil na snímcích z ESO Schmidt Southern Sky Survey datujících se do roku 1980, ale jako kvasar byl rozpoznán až o desítky let později.
Hledání kvasarů vyžaduje velmi kvalitní data z velkých oblastí oblohy. Výsledné datové soubory jsou tak velké, že se výzkumníci často musí obracet na modely strojového učení, aby data zanalyzovaly a rozlišily kvasary od jiných nebeských objektů. Nicméně tyto modely jsou trénovány na již existujících datech, což omezuje potenciální kandidáty na objekty podobné těm, které jsou již známy. Tedy pokud je nový kvasar svítivější než jakýkoliv dříve pozorovaný, program jej může zavrhnout a zaměnit jej za hvězdu nepříliš vzdálenou od Země.
Automatizovaná analýza dat ze satelitu Gaia Evropské vesmírné agentury přeskočila J0529-4351, jelikož jej považovala za příliš jasný a označila ho za hvězdu. Výzkumníci jej identifikovali jako vzdálený kvasar minulý rok pomocí pozorování z ANU 2.3metrového dalekohledu na observatoři Siding Spring v Austrálii. Avšak zjištění, že jde o nejsvítivější kvasar, jaký byl kdy pozorován, vyžadovalo větší dalekohled a měření přesnějším přístrojem. Spektrograf X-shooter na ESO VLT v chilské poušti Atacama poskytl tato klíčová data.
Nejrychleji rostoucí černá díra, jež byla kdy pozorována, bude perfektním cílem pro upgrade GRAVITY+ na ESO VLT Interferometer (VLTI), který byl navržen k přesnému měření hmotnosti černých děr, zahrnující i ty velmi vzdálené od Země. Ještě snadnější identifikaci a charakterizaci těchto nepolapitelných objektů umožní 39metrový dalekohled ESO ELT (Extremely Large Telescope), jenž je momentálně ve výstavbě v chilské poušti Atacama.
Studium vzdálených supermasivních černých děr nám může pomoct osvětlit některé záhady raného vesmíru, včetně toho, jak vznikly jejich hostitelské galaxie i ony samotné. Ale to není jediný důvod, proč je Wolf hledá. „Osobně mám prostě rád hádanky.“ říká. „Na pár minut denně si zase připadám jako dítě hledající poklad, a zároveň přináším na stůl vše, co jsem se od té doby naučil.“
Výzkum byl prezentován v článku s názvem „The accretion of a solar mass per day by a 17-billion solar mass black hole“, který se objeví v Nature Astronomy (doi:10.1038/s41550-024-02195-x).
Poznámky
[1] Před pár lety NASA a Evropská vesmírná agentura informovali o tom, že Hubbleův vesmírný dalekohled objevil kvasar, J043947.08+163415.7, stejně jasný jako 600 bilionů Sluncí. Kvasar se však jevil jasnější než ve skutečnosti kvůli galaxii nacházející se mezi námi, která funguje jako gravitační čočka. Skutečná svítivost J043947.08+163415.7 je odhadovaná na asi 11 bilionů Sluncí (1 bilion je milion milionů 1 000 000 000 000 nebo 1012).
