Superkopa galaxií Abell 2261 púta pozornosť vďaka svojim nevšedným parametrom už dlhú dobu. Ide o superkopu, ktorá v sebe ukrýva galaxiu s najväčším galaktickým jadrom, aké sme kedy spozorovali,  paradoxne jej však chýba supermasívna čierna diera, o téme informoval web ScienceAlert.

Čím je Abell 2261 výnimočný?

Abell 2261 je superkopa galaxií s priemerom približne jedného milióna svetelných rokov, čo je desaťnásobok veľkosti našej galaxie. Abell 2261 sa nachádza vo vzdialenosti 2,7 miliárd svetelných rokov a niekde vo svojich útrobách ukrýva galaxiu s názvom A2261-BCG, ktorej jadro dosahuje veľkosť až 10 000 svetelných rokov.

Abell 2261. X-ray: NASA/CXC/Univ. of Michigan/K. Gültekin; Optical: NASA/STScI and NAOJ/Subaru; Infrared: NSF/NOAO/KPNO

Skratkou BCG (Brightest Cluster Galaxy) sú označované najjasnejšie žiariace galaxie v superkopách. Spravidla ide o eliptické galaxie, ktoré ležia v strede alebo aspoň blízko geometrického a kinematického stredu superkopy.

Čo sa týka samotných superkôp, tie môžeme považovať za akési zoskupenia galaxií, ktoré spolu tvoria jednu obrovskú „kopu“ zloženú až z niekoľkých stoviek tisíc galaxií. Okrem toho superkopy galaxií považujeme za najväčšie známe gravitačne viazané štruktúry vo vesmíre.

Nedávno sme dokonca pri „pozorovaní“ temnej hmoty nachádzajúcej sa v galaktických superkopách zistili, že v niektorých galaxiách sa nachádza oveľa väčšie množstvo temnej hmoty ako sa doteraz predpokladalo.

Pri pohľade na hmotnosť galaxie A2261-BCG by sme očakávali, že v jej strede sa nachádza čierna diera s hmotnosťou, ktorej horná hranica sa blíži až k 100-miliárdnásobku hmotnosti Slnka, čo by z nej robilo jednu z najväčších známych čiernych dier. Len pre zaujímavosť, supermasívna čierna diera v strede Mliečnej dráhy má hmotnosť „len“ 3,7 miliónov hmotností Slnka a polomerom 6,8 miliárd kilometrov. Viac sa o tejto čiernej diere sa dočítaš v tomto článku.

Abell 2261. X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/K. Gültekin ; Optical: NASA/STScI and NAOJ/Subaru; Infrared: NSF/NOAO/KPNO; Radio: NSF/NOAO/VLA)

Problém však je, že A2261-BCG neemituje žiadne žiarenie, ktoré by sme za normálnych okolností očakávali, ak by sa v strede nachádzala aktívna supermasívna čierna diera. Ako píše web Phys, pokus o detekciu sú už desiatky rokov márne.

Prvé pokusy detegovať čiernu dieru v srdci tejto jasnej galaxie boli založené na dátach z observatória Chandra pochádzajúce z rokov 1999 až 2004. Úspech sa však nedostavil ani pri najnovších pozorovaniach tohto observatória, ku ktorému sa navyše pridali pozorovania z observatória VLA či notoricky známeho Hubblovho vesmírneho teleskopu.

Teória vs prax. Bola čierna diera vykopnutá z galaxie?

Keďže ani tieto pozorovania neboli úspešné, astronómovia v novej štúdii publikovanej na predtlačovom serveri arXiv navrhujú hypotézu, že čierna diera bola zo svojej galaxie vyhodená vplyvom fúzie viacerých galaxií. Konkrétne by malo ísť o spojenie dvoch galaxií s čiernymi dierami, pri ktorých vznikla pozorovaná A2261-BCG.

Podľa vedcov je to logický krok, pretože galaxie typu BCG rastú prostredníctvom spájania sa, respektíve zrážok s inými galaxiami. Pri týchto udalostiach však dochádza aj k fúzii čiernych dier. Supermasívne čierne diery nachádzajúce sa v strede galaxií sa po vzájomnom strete galaxií k sebe neustále približujú až sa napokon spoja do jednej superhmotnej čiernej diery.

Ako už vieme z predchádzajúcich štúdií, proces spájania čiernych dier je sprevádzaný poruchami v zakrivení časopriestoru gravitačnými vlnami. V prípade, že by sa vzniknuté gravitačné vlny prejavovali oveľa silnejšie jedným smerom, môže nastať situácia, kedy „gravitačný spätný ráz“ (gravitational recoil) zlúčenú čiernu dieru doslova vykopne z galaxie v opačnom smere.

Schematické znázornenie superkopy Abell 2261. X-ray: NASA/CXC/Univ of Michigan/K. Gültekin ; Optical: NASA/STScI and NAOJ/Subaru; Infrared: NSF/NOAO/KPNO; Radio: NSF/NOAO/VLA)

To všetko je však len teória. Prax hovorí jasne, doposiaľ sme nikdy nezaznamenali fúziu supermasívnych čiernych dier, tým pádom ani „spätný ráz“, ktorý pritom vzniká. O fúzii čiernych dier si už určite počul, veď sme ťa o nich neraz informovali aj my, vždy však šlo o čierne diery, ktoré nespadali do kategórie „supermasívna“.

Možnosť fúzie supermasívnych čiernych dier vylučujú aj moderné numerické simulácie, podľa ktorých sa superhmotné čierne diery nedokážu k sebe priblížiť natoľko, aby nastalo ich vzájomne splynutie. Simulácie tiež naznačujú, že supermasívne čierne diery sa k sebe priblížia najbližšie na vzdialenosť jedného parseku, teda asi 3*10¹³ km.

V galaxii A2261-BCG však existujú hneď dva, hoci nepriame, dôkazy, že v nej došlo k spojeniu dvoch supermasívnych čiernych dier. Po prvé, galaxia má neobvykle veľké jadro, ktoré nezodpovedá jej veľkosti, po druhé, najhustejšia koncentrácia hviezd sa nenachádza v strede galaxie ako sa očakáva, ale až vo vzdialenosti 2000 svetelných rokov od jej stredu.

Hoci archívne údaje naznačujú, že v tejto oblasti došlo pred 48 miliónmi rokov k podozrivej emisii rádiového žiarenia, ktorá by mohla zodpovedať aktivite čiernej diery, v súčasnosti neexistujú žiadne dôkazy v podobe röntgenového žiarenie, takže jej existenciu nemožno potvrdiť.

Autori štúdie tak dospeli k záveru, že čierna diera v tejto galaxii, buď nie je, alebo priťahuje materiál príliš pomaly na to, aby sme ju mohli spozorovať. Tak či onak, záhada okolo tejto superkopy a jej najjasnejšej galaxie panuje naďalej.