O najmenších galaxiách sme sa mýili, tieto ničivé objekty v nich hľadáme zbytočne

Predstava, že takmer každá galaxia ukrýva vo svojom jadre superhmotnú čiernu dieru, patrila dlhé roky k základným pilierom modernej astrofyziky. Pri veľkých galaxiách, vrátane Mliečnej cesty, ju podporujú presvedčivé pozorovania silného žiarenia vznikajúceho pri páde plynu a prachu do extrémne gravitačného prostredia v ich centrách. Nová rozsiahla analýza dát z röntgenového observatória Chandra však ukazuje, že tento obraz sa pri trpasličích galaxiách výrazne láme, píše UniverseToday.

Chýbajú v nich tie najväčšie čierne diery

Astronómovia analyzovali viac než tisícku galaxií v relatívne blízkom vesmíre a porovnávali ich hmotnosť s výskytom röntgenového žiarenia v ich jadrách. V masívnych systémoch sa centrálny röntgenový zdroj objavuje takmer vždy, čo zodpovedá prítomnosti aktívnej superhmotnej čiernej diery obklopenej akrečným diskom. V malých galaxiách však podobný signál chýba vo väčšine prípadov. Nejde pritom len o technický limit prístrojov, ale o systematický rozdiel, ktorý nemožno vysvetliť iba slabšou aktivitou čiernych dier.

Röntgenové žiarenie je jedným z najspoľahlivejších indikátorov rastu čiernych dier. Keď sa hmota špiráluje smerom k horizontu udalostí, jej energia sa mení na intenzívne žiarenie, ktoré je viditeľné aj na kozmických vzdialenostiach. Ak by trpasličie galaxie obsahovali čierne diery v rovnakom pomere ako veľké galaxie, Chandra by aspoň časť z nich mala zachytiť. Štatistická analýza však naznačuje, že superhmotné čierne diery sa nachádzajú len v približne tretine týchto malých galaxií.

Midjourney

Tento výsledok má zásadné dôsledky pre teórie vzniku prvých čiernych dier vo vesmíre. Ak by väčšina superhmotných čiernych dier vyrastala postupným spájaním menších objektov vzniknutých kolapsom hviezd, očakávali by sme ich rozšírený výskyt aj v nízkohmotných galaxiách.

Lepšie chápanie galaktickej evolúcie

Nedostatok centrálnych čiernych dier však skôr podporuje scenár, v ktorom sa niektoré čierne diery zrodili priamo z kolapsu obrovských oblakov plynu už v ranom vesmíre. V takom prípade by sa superhmotné čierne diery objavovali len v galaxiách, ktoré mali vhodné podmienky na tento extrémny proces.

Výsledky štúdie zároveň naznačujú, že vývoj galaxií v ranom vesmíre mohol byť pestrejší, než sa doteraz predpokladalo. Trpasličie galaxie bez centrálnej čiernej diery sa vyvíjajú inak, keďže im chýba silný zdroj energie, ktorý by reguloval tvorbu hviezd a rozptyľoval plyn z galaktického jadra. To môže ovplyvniť ich štruktúru aj chemický vývoj počas miliárd rokov.

Zistenia majú význam aj pre budúce pozorovania gravitačných vĺn. Ak je počet superhmotných čiernych dier v malých galaxiách skutočne nízky, zrážky týchto objektov budú zriedkavejšie, než sa očakávalo. Vesmírne observatóriá novej generácie, vrátane misie LISA, tak dostávajú jasnejšiu predstavu o tom, aké signály by mali hľadať.

Čítajte viac z kategórie: Novinky