Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jak vznikly supermasivní černé díry v jádrech současných galaxií? Tvořily se už krátce po velké třesku, tzv. přímým kolapsem, nebo postupně?
První verzí se myslí přeskočení fáze hvězdy, kdy ke zhroucení hmoty do černé díry došlo už u hustého materiálu raného vesmíru. Druhá varianta by znamenala kolaps hvězdy sice obrovské, ale přece jen ne větší než řádově 100 Sluncí („ze semene“), přičemž od tohoto limitu by černé díry rostly cca plynule. Naopak v prvním případě by existoval nějaký minimální limit velikosti, a to o několik řádů výše – černé díry by vznikly minimálně už o hmotnostech řádově statisíce až miliony Sluncí.
Z toho vyplývá, že mezi oběma teoriemi lze rozhodnout (pomineme-li možnost, že fungovat mohou oba mechanismy) – stačí zjistit, jakou nejnižší hmotnost tento typ černých děr může mít. Jak nyní uvádějí výzkumníci Cardiff University, podařilo se jim ve středu blízké galaxie objevit černou díru lehčí než milion Sluncí. Tato černá díra se nachází v galaxii Mirachův duch (NGC 404) v těsné blízkosti velmi jasné hvězdy Mirach, což vytváří i zajímavé podmínky k pozorování.
Zatím zřejmě nejlehčí známá „galaktická“ černá díra sice jasnou odpověď na vznik těchto objektů nedává, ale přece jen alespoň některé modely z teorií „přímého kolapsu“ zpochybňuje. Pozorování dalekohledem ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) totiž ukazují, že černá díra je v současné době aktivní a intenzivně pohlcuje okolní plyn. Její hmotnost tedy roste – a přitom se nachází spíše na dolním limitu hmotnost supermasivních černých děr, kdyby vznikaly zhroucením krátce po velkém třesku. (Jinak řečeno: alespoň vzhledem k současnému růstu by měla za miliardy let „přibrat“ více hmotnosti.)
O žádné definitivní rozhodnutí tohoto problému ovšem nejde. Na druhé straně totiž známe velmi hmotné černé díry v nitru některých velmi vzdálených galaxií – tedy pozorujeme jejich stav jen nedlouho po velkém třesku, v některých případech jen několik set milionů let. V tomto případě zase nevypadá pravděpodobně, že by mohly narůst tak rychle (o několik řádů) pomocí „nabalování“, alespoň podle současných představ o vývoji galaxií.
Důležité ale je, že stávající studie využívala i novou techniku umožňující pozorování galaktických jader ve vysokém rozlišení. Dřívější výsledky byly dost nepřesné/nejednoznačné. Nyní zbývá prostě zaostřit na další galaxie a hledat nejlehčí černé díry. I bez přímého rozhodnutí by pravděpodobnost různých modelů mohla vyplynout čistě ze statistiky zjištěných hmotností…
Timothy A Davis et al. Revealing the intermediate-mass black hole at the heart of the dwarf galaxy NGC 404 with sub-parsec resolution ALMA observations, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa1567
Zdroj: Cardiff University/Phys.org
Poznámka PH: Naopak nejhmotnější známé černé díry v jádrech galaxií mají řádově desítky miliard Sluncí.
Viz také: Největší černá díra je v clusteru galaxií Abell 85
