Čierne diery strednej hmotnosti sú najvzácnejším typom týchto extrémnych astronomických objektov. Jednu takúto sa práve podarilo objaviť tímu astronómov v novej štúdii publikovanej v žurnále Nature Astronomy. Na tému upozornil portál IFLScience.

Konečne sme jednu objavili aj v trpasličej galaxii

Objav sa podaril uskutočniť medzinárodnému tímu astronómov prostredníctvom Hubblovho vesmírneho teleskopu, ktorý nasmerovali na 850 miliónov vzdialenú trpasličiu galaxiu s označením SDSS J152120.07+140410.5.

Presnejšie sa vedcom podarilo spozorovať, ako čierna diera strednej hmotnosti v predmetnej galaxii zhltla hviezdu, ktorá sa dostala do nebezpečnej blízkosti. Pri tejto udalosti známej ako TDE (Tidal Disruption Event) počas procesu drvenia hviezdy padá časť materiálu do čiernej diery, čo je sprevádzané jasným zábleskom svetla (erupciou) a časť je vyhodená do vesmíru.

„Tento objav vyvolal veľkú senzáciu, pretože sme zistili, že môžeme udalosti TDE použiť na detekciu stredne hmotných čiernych dier v tichých trpasličích galaxiách. Rovnako ich môžeme využiť aj na meranie hmotností,“ uviedol v tlačovej správe spoluautor štúdie Ryan Foley.

Už samotný objav stredne hmotnej čiernej diery predstavuje obrovskú senzáciu. Do dnešných dní sa nám totiž podarilo vypátrať iba hŕstku týchto objektov.

Čierne diery strednej hmotnosti

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.

V štúdii vedci konkrétne pozorovali prechodnú udalosť TDE s označením AT 2020neh, pričom modelovanie ukázalo, že pozorovaná čierna diera je 50 000 až 800 000-krát hmotnejšia ako Slnko.

„Skutočnosť, že sa nám podarilo detegovať čiernu dieru strednej hmotnosti, v okamihu pohltenia hviezdy nám ponúka pozoruhodnú príležitosť odhaliť to, čo by inak bolo pred nami skryté. A čo viac, môžeme použiť vlastnosti samotnej erupcie, aby sme lepšie porozumeli tejto nepolapiteľnej skupine čiernych dier strednej hmotnosti, ktoré by mohli byť zodpovedné za väčšinu čiernych dier v centrách galaxií,“ uvádza prvá autorka štúdie Charlotte Angusová.

Ako vznikli supermasívne čierne diery?

Štúdia teda ponúka nový pohľad aj do problematiky vzniku supermasívnych čiernych dier. Jednou z najväčších otvorených otázok v astronómii je v súčasnosti to, ako vznikajú práve supermasívne čierne diery obývajúce centrá galaxií. Tie sú totiž natoľko obrovské, že jednoducho za dobu existencie vesmíru by podľa našich najlepších výpočtov nemali čas narásť do tak enormných rozmerov.

Tie najstaršie supermasívne čierne diery totiž vznikali v dobe, keď vesmír nedosahoval ani 10 % svojho aktuálneho veku.

Podľa  akceptovanej teórie vznikali prvé čierne diery vo vesmíre rozpadom prvých hviezd. Doposiaľ si však astronomická obec láme hlavu nad tým, ako sa tieto čierne diery dokázali „premeniť“ na supermasívne čierne diery.

Mnoho modelov teda naznačuje, že supermasívne čierne diery vznikli fúziou stredne veľkých čiernych dier. Aby sme to však dokázali potvrdiť, musíme najskôr odhaliť veľký počet čiernych dier strednej hmotnosti.

„Ak dokážeme pochopiť populáciu stredne veľkých čiernych dier – koľko ich je a kde sa nachádzajú – môžeme pomôcť určiť, či sú naše teórie o tvorbe supermasívnych čiernych dier správne,“ objasňuje spoluautor štúdie Enrico Ramirez-Ruiz.

Objav je jedinečný aj z toho pohľadu, že objavená stredne hmotná čierna diera obýva trpasličiu galaxiu. Zvyčajne používané techniky detekcie čiernych dier totiž často nie sú dostatočne citlivé na to, aby odhalili čierne diery v centrách trpasličích galaxií.