Najbližšia dvojica supermasívnych čiernych dier

Astronómovia využívajúci kozmický röntgenový ďalekohľad NASA s názvom Chandra X-ray Observatory objavili prvú dvojicu supermasívnych čiernych dier v špirálovej galaxii, ktorá je podobná tej našej. Dvojica čiernych dier v súhvezdí Hydry, ktorá je od Zeme vzdialená približne 160 miliónov svetelných rokov, je zatiaľ najbližšia takáto známa sústava. Dve čierne diery sa nachádzajú blízko stredu špirálovej galaxie NGC 3393, pričom ich delí vzdialenosť len 490 svetelných rokov. Obe čierne diery sú pravdepodobne pozostatkom zrážky a splynutia dvoch galaxií s rozdielnymi hmotnosťami. K tejto udalosti došlo zrejme pred viac než miliardou rokov. „Pokiaľ by sa galaxia nenachádzala tak blízko nás, nemali by sme šancu rozlíšiť tieto dve čierne diery tak, ako sa to teraz astronómom podarilo,“ hovorí Pepi Fabbiano, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) z Cambridge v štáte Massachusetts, hlavný vedúci štúdie, ktorá bola publikovaná nedávno v internetovom vydaní časopisu Nature. „Pretože sa táto galaxia nachádza doslova za humnami - pokiaľ sa týka kozmických merítok - môžeme premýšľať o tom, aké veľké množstvo takýchto dvojíc čiernych dier nám zatiaľ uniká.“ Predchádzajúce pozorovania v oblasti röntgenového žiarenia a aj na ďalších vlnových dĺžkach elektromagnetického spektra viedli k záveru, že sa v centre galaxie NGC 3393 nachádza jedna čierna diera. Avšak „dlhý pohľad“ družice Chandra s trvaním takmer 28 hodín umožnil astronómom zistiť podvojnosť čiernej diery. Obe čierne diery sa stále ešte zväčšujú, pričom vysielajú röntgenové žiarenie v dôsledku intenzívneho zohrievania plynu, ktorý na nich postupne dopadá. Keď dôjde ku zrážke dvoch rovnako veľkých špirálových galaxií, mal by, podľa názoru astronómov, byť ich dôsledkom vznik dvojice čiernych dier, galaxia s narušenou štruktúrou a prudká tvorba hviezd. Veľmi dobre známym príkladom je dvojica supermasívnych čiernych dier v galaxii NGC 6240, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 330 miliónov svetelných rokov. Avšak NGC 3393 je veľmi dobre usporiadaná špirálová galaxia a v jej centrálnej vypukline prevládajú staré hviezdy. Ide o celkom neobvyklé vlastnosti galaxie obsahujúcej dvojicu čiernych dier. Galaxia NGC 3393 tak môže byť prvým známym prípadom, keď došlo ku splynutiu jednej veľkej a jednej oveľa menšej galaxie pri udalosti nazývanej astronómami „pomalá zrážka“, ktorej dôsledkom je vytvorenie dvojice supermasívnych čiernych dier. Skutočne niektoré teórie predpokladajú, že pomalé zrážky môžu byť pomerne častým prípadom vytvorenia dvojice čiernych dier, avšak tí správni kandidáti sa len veľmi ťažko hľadajú. „Dve galaxie splynuli v tomto prípade bez akýchkoľvek stôp po predchádzajúcej kolízii, odhliadnuc od vytvorenej dvojice čiernych dier,“ hovorí spoluautor článku Junfeng Wang, taktiež pracovník CfA. Pozorovania ukazujú, že obe čierne diery majú oveľa väčšiu hmotnosť než niekoľko miliónov hmotností Slnka. Pokiaľ sa tu skutočne odohrala pomalá zrážka, čierne diery by nakoniec mali za niekoľko miliárd rokov splynúť. Obidve superhmotné čierne diery sú zahalené prachom a plynom, čo má za následok ich obtiažne pozorovanie vo viditeľnom svetle. Pretože röntgenové žiarenie je oveľa energetickejšie, môže ľahšie týmto materiálom prenikať. Spektrá získané röntgenovou družicou Chandra ukazujú jasné znaky prítomnosti dvojice supermasívnych čiernych dier. Objav v galaxii NGC 3933 má niektoré podobnosti s dvojicou supermasívnych čiernych dier, ktorú nedávno študovala Julia Comerford (University of Texas, Austin), ktorá taktiež využila údaje z röntgenovej družice Chandra. Dva röntgenové zdroje, ktoré môžu mať svoj pôvod v superhmotných čiernych dierach v galaxii nachádzajúcej sa vo vzdialenosti 2 miliardy svetelných rokov, sú od seba vzdialené približne 6 500 svetelných rokov. Podobne ako galaxia NGC 3933, aj táto hostiteľská galaxia nevykazuje žiadne stopy prítomnosti mimoriadneho množstva vznikajúcich hviezd. „Zrážky a splynutia sú jedným z veľmi dôležitých spôsobov, ktorý galaxie a čierne diery využívajú na svoj rast,“ dodáva spoluautor článku Guido Risaliti (CfA a National Institute for Astrophysics, Florencia, Taliansko). „Objavenie dvojice čiernych dier v špirálovej galaxii je dôležitou stopou pri štúdiu toho, ako k takejto udalosti dochádza.“

RNDr. Zdeněk Komárek