Sciencemag.cz
Doporučujeme
Ačkoli víme, že v centru většiny galaxií najdeme supermasivní černé díry (s hmotností v milionech Sluncí nebo i o několik řádů více), jejich pozorování je z podstaty věci problémem. Na rozdíl od oblíbené představy o černých dírách, které neustále požírají okolní hmotu, mohou tato gravitační monstra trávit dlouhá období v klidové, neaktivní fázi. Je to dáno tím, že prostor kolem sebe již téměř dokonale vyčistily.
V případě černé díry v srdci galaxie SDSS1335+0728, vzdálené 300 milionů světelných let v souhvězdí Panny, se ale stalo něco překvapivého. Po desetiletích nečinnosti se náhle rozzářila a nedávno začala chrlit masivní záblesky rentgenového záření.
První známky aktivity se objevily koncem roku 2019, kdy galaxie začala nečekaně jasně zářit, což vzbudilo pozornost astronomů. Po několikaletém studiu dospěli vědci k závěru, že neobvyklé pozorované změny jsou pravděpodobně důsledkem náhlého zapnutí černé díry – vstupu do aktivní fáze. Jasná, kompaktní centrální oblast galaxie je nyní klasifikována jako aktivní galaktické jádro nazvané Ansky.
„Když jsme poprvé spatřili záření Ansky na snímcích ve viditelném spektru, zahájili jsme následná pozorování pomocí rentgenového vesmírného dalekohledu NASA Swift a zkontrolovali jsme archivní data z rentgenového dalekohledu eROSITA, ale v té době jsme nezaznamenali žádné známky rentgenového záření,“ říká Paula Sánchez Sáez z Evropské jižní observatoře v Německu a vedoucí týmu, který jako první zkoumal aktivaci černé díry.
Poté ale v únoru 2024 začal tým vedený Lorenou Hernández-García z chilské Univerzity Valparaiso pozorovat záblesky rentgenového záření z Ansky v téměř pravidelných intervalech. „Tato vzácná událost poskytuje astronomům příležitost pozorovat chování černé díry v reálném čase pomocí rentgenových kosmických dalekohledů XMM-Newton a NASA NICER, Chandra a Swift. Tento jev je znám jako kvaziperiodická erupce (quasiperiodic eruption, QPE). QPE jsou krátkodobé záblesky. A je to poprvé, co jsme takovou událost pozorovali u černé díry, která se zřejmě probouzí,“ vysvětluje L. Hernández-García. Klíčovou roli ve studii sehrál dalekohled XMM-Newton. Je to totiž jediný rentgenový dalekohled dostatečně citlivý na to, aby detekoval slabší rentgenové světlo v pozadí mezi záblesky. Pomocí XMM-Newton se tak podařilo změřit, jak černá díra ztmavne, což dále umožnilo vypočítat, kolik energie se uvolní, když se rozsvítí a začne blikat.
Vědci si zatím nejsou jisti, co podivné záblesky způsobuje. Gravitace černé díry zachytí hmotu, která se dostane příliš blízko, a může ji roztrhat na kusy. Hmota ze zachycené hvězdy by se například rozprostřela do horkého, jasného, rychle rotujícího disku (akreční disk). Podle současných názorů jsou QPE způsobeny interakcí objektu (kterým může být hvězda nebo malá černá díra) s tímto akrečním diskem a jsou spojeny s destrukcí hvězdy. Neexistuje však žádný důkaz, že by černá díra v tomto případě zničila nějakou hvězdu.
Zvažovány jsou proto i další možnosti. Akreční disk by mohl být namísto rozpadlou hvězdou tvořen plynem zachyceným černou dírou z jejího okolí. V tomto případě by rentgenové záblesky pocházely z vysoce energetických rázů v disku, které by byly vyvolány malým objektem, jenž by jím opakovaně procházel a narušoval obíhající materiál.
„Záblesky rentgenového záření z Ansky jsou 10krát delší a 10krát svítivější než ty, které pozorujeme u typických QPE,“ říká člen výzkumného týmu Joheen Chakraborty (MIT). „„Každá z těchto erupcí uvolňuje stokrát více energie, než jsme zaznamenali jinde.“ Tudíž ani tohle asi nebude vysvětlením podivného jevu a současné modely se dostávají na hranici svých možností. Mechanismus vzniku rentgenových záblesků neznáme, nezbývá než si počkat na výsledky dalších pozorování.
„Domnívali jsme se, že QPE jsou důsledkem zachycení malých nebeských objektů mnohem většími a jejich spirálového pohybu směrem dolů. Zdá se, že erupce Ansky nám říkají něco jiného. Tyto opakované výbuchy pravděpodobně souvisejí také s gravitačními vlnami, které by mohla zachytit budoucí mise ESA LISA,“ uzavírá Erwan Quintin z ESA. Vědci snad budou moudřejší, až se jim podaří propojit pozorování rentgenových záblesků s daty o gravitačních vlnách…
Discovery of extreme Quasi-Periodic Eruptions in a newly accreting massive black hole, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02523-9
Zdroj: ESA / Phys.org, přeloženo / zkráceno
