Sciencemag.cz
Doporučujeme
V roce 2020 oznámil tým vedený astronomy Evropské jižní observatoře (ESO) objev Zemi nejbližší černé díry, která se měla nacházet jen asi tisíc světelných let daleko v systému hvězdy HR 6819. Výsledky této studie však řada vědců zpochybnila, mezi nimi i mezinárodní tým z university KU Leuven v Belgii. Původní autoři a jejich oponenti nakonec spojili své síly a ve společném článku dospěli k závěru, že v systému HR 6819 se žádná černá díra nenachází. Jedná se ale o dvojhvězdný systém s přenosem hmoty, který se nachází ve vzácné krátkodobé fázi vývoje.
Původní práce věnovaná systému HR 6819 vzbudila značnou pozornost vědců i novinářů. Thomas Rivinius, astronom pracující pro ESO v Chile a hlavní autor tohoto článku, nebyl nijak překvapen přijetím možného objevu černé díry v astronomické komunitě. „Nejen že je to normální, ale dokonce by to tak mělo být. Výsledky by měly být důkladně přezkoumávány, a v případě závěrů, které se dostanou do palcových titulků, to platí obzvlášť.“
Thomas Rivinius a jeho kolegové byli přesvědčení, že data, která k systému HR 6819 získali pomocí dalekohledu MPG/ESO (MPG/ESO 2.2-metre telescope), nejlépe odpovídají trojčlennému systému s černou dírou a dvěma hvězdami, přičemž jedné hvězdě trvá oběh kolem černé díry 40 dní a druhé mnohem déle. Výzkum, který vedla Julia Bodensteiner (tehdy studující PhD na Universitě KU Leuven, Belgie), však představil odlišné vysvětlení pro stejná data: HR 6819 by mohl být pouze dvojhvězdný systém s periodou oběhu 40 dní. Tento scénář však vyžaduje, aby jedna z hvězd v nedávné minulosti přišla o značnou část své hmoty ve prospěch svého souputníka.
„Dosáhli jsme informačního limitu dat, která jsme měli k dispozici, proto jsme museli zvolit novou pozorovací strategii, která by umožnila rozhodnout mezi těmito dvěma scénáři navrženými různými týmy,“ říká Abigail Frost, vědecká pracovnice KU Leuven, vedoucí autorka nové studie publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.
Aby tuto záhadu vyřešili, rozhodli se členové týmů pracovat společně a získat nová, detailnější data k systému HR 6819 pomocí dalekohledu ESO/VLT (Very Large Telescope) a interferometru VLTI (Very Large Telescope Interferometer). „VLTI bylo jediné zařízení, které nám mohlo poskytnout měření, jaká jsme potřebovali k rozhodnutí mezi dvěma možnými variantami,“ říká Dietrich Baade spoluautor původní studie i nového článku. Jelikož nedávalo smysl žádat o stejná pozorování dvakrát, spojily týmy své síly. Tato spolupráce vědcům umožnila optimalizovat zdroje a využít znalosti k odhalení skutečné povahy systému.
„Scénáře, které jsme testovali, byly zcela jasné, navzájem odlišné a snadno rozlišitelné pomocí těch správných přístrojů,“ říká Thomas Rivinius. „Shodli jsme se, že v systému jsou dva zdroje světla, otázka tedy zněla, zda obíhají blízko kolem sebe, jako v případě s přenosem hmoty, anebo jsou od sebe daleko, což by odpovídalo scénáři s černou dírou.“
Aby mohli rozhodnout mezi navrženými variantami, použili astronomové k pozorování dva přístroje – GRAVITY pro interferometr VLTI a MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) pro dalekohled VLT.
„Pozorování pomocí MUSE potvrdila, že se v systému nenachází jasný souputník s dlouhou periodou oběhu, zatímco vysoké rozlišení GRAVITY umožnilo rozlišit dvojici zdrojů ležících od sebe jen asi ve třetinové vzdálenosti, než dělí Slunce a Zemi,“ popisuje Abigail Frost. „Tato data se ukázala být posledním dílkem skládanky a umožnila nám učinit závěr, že HR 6819 je skutečně pouze dvojhvězdný systém a že černou díru neobsahuje.“
„Naše dosud nejlepší interpretace je, že jsme dvojhvězdný systém zachytili krátce poté, co jedna z hvězd nasála atmosféru svého souputníka. To je u těsných dvojhvězd poměrně běžný jev, který je někdy populárně označován jako ‚hvězdný vampyrismus,“ vysvětluje Julia Bodensteiner, nyní vědecká pracovnice ESO v Německu a spoluautorka nové práce. „Zatímco hvězda – dárce – o část materiálu přišla, došlo u příjemce k urychlení rotace.“
„Zaznamenat tuto postinterakční fázi je velmi obtížné, protože na hvězdné poměry trvá opravdu krátce,“ dodává Abigail Frost. „Proto jsou naše poznatky o systému HR 6819 tak vzrušující. Jedná se totiž o dokonalého kandidáta, na kterém lze studovat, jakým způsobem výměna hmoty ovlivňuje vývoj hmotných hvězd a přeneseně také vznik doprovodných jevů včetně gravitačních vln či explozí supernov.“
Nově zformovaný společný tým KU Leuven-ESO nyní plánuje dlouhodobé pečlivé monitorování systému HR 6819 pomocí interferometru VLTI a přístroje GRAVITY. Vědci se chystají provést studii systému v čase, aby lépe pochopili jeho vývoj a zpřesnili jeho parametry. Získané informace použijí k dalšímu prohloubení znalostí o dvojhvězdných systémech.
Pokud jde o pátrání po černých dírách, zůstávají členové týmu optimisty. „Černé díry hvězdných hmotností jsou díky svým vlastnostem jen obtížně zachytitelné, říká Thomas Rivinius. „Ale řádové odhady naznačují, že jen v naší Galaxii jich jsou desítky až stovky milionů,“ dodává Dietrich Baade. Je tedy jen otázkou času, než se astronomům podaří nějakou objevit.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku “HR 6819 is a binary system with no black hole: Revisiting the source with infrared interferometry and optical integral field spectroscopy” (DOI: 10.1051/0004-6361/202143004) zveřejněném v časopise in Astronomy & Astrophysics.
