Rekordné čierne diery

Pozorovania ďalekohľadu Gemini North (priemer zrkadla 8,1 m) na Havajských ostrovoch viedli k objavu objektov, ktoré astronómovia označujú za najväčšie čierne diery, aké kedy boli pozorované v našom najbližšom kozmickom okolí. Tento výsledok je veľmi dôležitý pre vysvetlenie dlhodobej záhady, kde sa v súčasnom vesmíre ukrývajú práve tie najväčšie čierne diery. „Ťažko by mohli len tak zmiznúť," hovorí Nicholas McConnell, postgraduálny študent na University of California, Berkeley, ktorý je hlavným autorom článku publikovanom v časopise Nature. „Tak kde sú tieto čierne diery v súčasnej dobe skryté?" Objav dvoch takýchto supermasívnych čiernych dier, ktorých hmotnosti takmer 10 miliárd krát prevyšujú hmotnosť Slnka, poskytujú odpoveď na uvedenú otázku. V tomto okamihu je príliš skoro hovoriť o tom, či tieto dve novoobjavené čierne diery sú vo vesmíre ojedinelé, alebo ide o povestný vrchol ľadovca, hovorí Nicholas McConnell. Počas niekoľkých budúcich rokov plánujeme preveriť desiatky najväčších galaxií v najbližšom vesmírnom okolí a budeme pátrať po podobných čiernych dierach. Nájdenie väčšieho počtu podobných objektov môže potvrdiť, že vesmír kedysi obsahoval dostatok materiálu pre rast obrích čiernych dier. Nicholas McConnell so svojim školiteľom a vedúcim tímu Chung-Pei Ma sa pri výskume spojili s ďalšími astronómami z univerzít Texas a Michigan, z Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics at the University of Toronto, Kanada, a tiež z National Optical Astronomy Observatory (NOAO), Arizona. „Veľmi aktívne kvazary, ktoré sme objavili pri pohľade späť v čase do obdobia mladého vesmíru, mohli prechádzať búrlivým obdobím, než sa stali pokojnými obrími eliptickými galaxiami, ako ich dnes pozorujeme," hovorí Chung-Pei Ma. „Čierne diery uprostred týchto galaxií nie sú dlhší čas kŕmené plynným materiálom - neprebieha tu akrécia, prestali byť aktívne a stali sa neviditeľnými. My sme ich objavili len na základe gravitačného pôsobenia na hviezdy obiehajúce v ich blízkosti. Otázkou však zostáva, či tieto superobrie čierne diery už dosiahli maximálny limit pre hmotnosť čiernych dier. Veľké čierne diery majú tendenciu nachádzať sa v najväčších materských galaxiách," dodáva Chung-Pei Ma. „Množstvo prítomného materiálu určuje, aká veľká čierna diera môže vzniknúť." Okrem pozorovaní pomocou ďalekohľadu Gemini boli doplňujúce údaje získané z Keckovho ďalekohľadu (10 m priemer, Havajské ostrovy) a z McDonald Observatory, ktoré podporujú závery výskumného tímu, že novo objavené čierne diery sú teraz držiteľmi rekordu v hmotnosti. „Predpokladáme, že čierna diera s hmotnosťou 10 miliárd hmotností Slnka je hlavným zdrojom energie vzdialených kvazarov pozorovaných v mladom vesmíre, zhruba v období 3 miliardy rokov po Veľkom tresku," hovorí James Graham (Canadian Dunlap Institute). Doposiaľ bolo objavených 63 superhmotných čiernych dier, nachádzajúcich sa v jadrách blízkych galaxií. Najväčšia z nich (hmotnosť 6,3 miliardy hmotností Slnka) sa nachádza v jadre galaxie M 87. Tieto najväčšie čierne diery astronómovia objavili v galaxiách NGC 3842 a NGC 4889. Ide o obrie eliptické galaxie a zároveň aj najjasnejších členov kopy galaxií. NGC 3842 je od nás vzdialená 320 miliónov svetelných rokov a je súčasťou kopy galaxií v súhvezdí Leva. NGC 4889 je najjasnejšia galaxia známej kopy galaxií vo Vlasoch Bereniky a je od nás vzdialená asi 340 miliónov svetelných rokov. Obidve galaxie sú síce dostatočne jasné na to, aby sme ich mohli vidieť amatérskymi ďalekohľadmi. Nicholas McConnell však dodáva, že hoci sú študované galaxie pomerne blízko, je mimoriadne ťažké pozorovať v nich hviezdy v okruhu do 1000 svetelných rokov v okolí ich centrálnych supermasívnych čiernych dier. Len hviezdy obiehajúce v tejto malej oblasti v okolí čiernej diery sú citlivé na jej gravitačné pôsobenie a zo zmien ich dráh bolo možné určiť hmotnosť centrálnej čiernej diery. „To znamená, že potrebujeme mimoriadne pozorovacie podmienky a najnovšie technológie, aby sme mali šancu, že zistíme, čo sa deje v okolí čiernej diery," vysvetľuje Nicholas McConnell. Každá z oboch objavených čiernych dier je 2500 krát hmotnejšia než čierna diera, ktorá sídli v centre našej Galaxie a ktorej hmotnosť sa odhaduje na 4 milióny hmotností Slnka. Člen výskumného týmu Tod R. Lauer (NOAO) poznamenáva, že tzv. horizont udalostí (t.j. oblasť v okolí čiernej diery, z ktorej nemôže uniknúť žiadne žiarenie) je u týchto obrích čiernych dier väčší než rozmery našej slnečnej sústavy (6 krát väčšia než je priemer dráhy planéty Neptún.

RNDr. Zdeněk Komárek