Hoci čierne diery patria medzi pomerne obľúbené vesmírne fenomény, ktoré astronómovia s obľubou študujú, stále nás dokážu poriadne prekvapiť. Veď iba pred pár dňami sa vedcom podarilo zistiť, že kvantová gravitácia vytvára na čierne diery tlak.

Nepolapiteľná čierna diera

Najnovšie sa astronómom z Univerzity of Arizona pri meraní röntgenového žiarenia emitovaného udalosťou, pri ktorej čierna diera pohlcuje hviezdu, podarilo zistiť, že predmetná čierna diera patrí medzi dlho nepolapiteľný astronomický objekt. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Pozorovaná TDE J2150 NASA/ESA/Hubble/STScI; X-ray: NASA/CXC/UNH/D. Lin et al.

Astronomický jav, pri ktorom čierna diera pohlcuje hviezdu sa nazýva TDE (Tidal Disruption Event). Počas procesu TDE časť materiálu padá do čiernej diery, čo je sprevádzané jasným zábleskom, a časť je vyhodená do vesmíru.

Tento záblesk žiarenia je dokonca natoľko silný, že môže na niekoľko mesiacov až rokov zatieniť žiaru hviezd v galaxii, v ktorej sa táto udalosť odohrala, píše Univerzity of Arizona na svojom webe.

Jeden takýto záblesk pozorovala aj skupina vedcov v rámci svojej štúdie, ktorá bola publikovaná v žurnále The Astrophysical Journal.

Odborníci konkrétne pozorovali udalosť TDE s označením J2150, ktorá bola detegovaná v roku 2003 a odohrala sa v srdci hviezdokopy vzdialenej 740 miliónov svetelných rokov. V priebehu ďalších 10 rokov záblesk postupne vybledol a poskytol vedeckej obci mnoho dôležitých údajov.

Konečne sme obajavili stredne hmotnú čiernu dieru

Tie v novej štúdii teraz opätovne analyzoval tím Sixiang Wena, pričom ich porovnal s najlepšími teoretickými modelmi  a na základe toho dokázal odvodiť hmotnosť a rýchlosť rotácie čiernej diery. Všetko nasvedčuje tomu, že čierna diera má hmotnosť približne 10 000 slnečných hmôt a rýchlosťou rotácie sa zaraďuje medzi relatívne rýchlo otáčajúce sa čierne diery, avšak nie tie najrýchlejšie.

Oba uvedené výsledky sú pritom nesmierne zaujímavé. Predmetná čierna diera sa totiž so svojou hmotnosťou radí medzi dlho hľadané a doposiaľ nikdy nepozorované, či skôr nepotvrdené stredne hmotné čierne diery.

Carl Knox/OzGrav/Swinburne University

Hoci hranica medzi supermasívnymi čiernymi dierami a „klasickými“ čiernymi dierami nie je presne definovaná, vo všeobecnosti sa za stredne hmotné čierne diery považujú čierne diery, ktoré sú väčšie ako diery vzniknuté kolapsom hviezdy (to sú tie “najbežnejšie“) a menšie ako supermasívne čierne diery s hmotnosťou niekoľkých miliónov až miliárd hmotností Slnka.

Zaujímavé je, že čierne diery takejto hmotnosti sa doposiaľ nepodarilo detegovať, alebo aspoň sa to nepodarilo potvrdiť na základe pozorovaní TDE, a to i napriek tomu, že astronómovia si myslia, že by stredne hmotné čierne diery mohli byť vo vesmíre celkom bežné.

Navyše, autori novej štúdie sa domnievajú, že študovaním stredne hmotných čiernych dier by sme mohli objasniť, ako supermasívne čierne diery ležiace v srdci takmer každej galaxie dokázali narásť do takých enormných rozmerov.

Zatiaľ ale presne nevieme, ako vznikajú. Niektoré staršie štúdie a teórie naznačujú, že za tým bude fúzia dvoch „klasických“ čiernych dier, doposiaľ však nie je isté, či je to jediná možnosť.

Vylepšený pohľad na prvú odfotografovanú čiernu dieru. EHT Collaboration

Ďalej si autori myslia, že stredne hmotné čierne diery by mohli byť „zárodkami“ supemasívnych čiernych dier, takže ak sa nám podarí objaviť viac čiernych dier tejto hmotnosti, možno tým dokážeme objasniť, ako sa vlastne formujú.

Jedno z miest, kde by sme čierne diery tejto hmotnosti mohli hľadať, sú centrá trpasličích galaxií. Vieme, že hmotnosti supermasívnych čiernych dier nachádzajúcich sa v centrách galaxií s podobnou hmotnosťou ako má Mliečna dráha, sú úmerne hmotnosti centrálnej oblasti galaxie.

Z toho logicky vyplýva, že menšie galaxie by mali mať aj menšie supermasívne čierne diery, avšak ich pozorovanie je nesmierne náročné.

Ak sa však stredne hmotné čierne diery nachádzajú v centrách trpasličích galaxií, mohli by sme ich odhaliť a študovať na základe TDE. Najskôr však budeme musieť poriadne zvýšiť počet ich detekcií.

Oveľa fascinujúcejšia je rýchlosť rotácie

Napriek tomu, že už samotný objav stredne hmotnej čiernej diery je nesmierne fascinujúci, podľa Wena je zistenie rýchlosti rotácie predmetnej čiernej diery ešte vzrušujúcejšie.

ESA/Hubble, NASA, M. Kornmesser

Z toho totiž vyplýva, že táto stredne hmotná čierna diera nemohla vzniknúť iba neustálym nasávaním okolitého materiálu. Ako teda, to zatiaľ nevieme, ale je dosť možné, že do svojej hmotnosti dorástla práve vďaka fúzii.

NEPREHLIADNI
Vedci majú v rukách revolučný objav. Namiesto temnej hmoty zrejme našli temnú energiu

Okrem toho, meranie rotácie umožňuje astrofyzikom testovať hypotézy o temnej hmote. Medzi najvážnejších kandidátov na temnú hmotu patria častice známe ako ultraľahké bozóny. Ako však uvádza spoluautor štúdie Nicholas Stone, ak by ultraľahké bozóny tvorili temnú hmotu (za predpokladu, že vôbec existujú) pozorovaná čierna diera strednej hmotnosti by sa nemohla otáčať takou rýchlosťou, akou sa otáča.