Nová štúdia dostupná na predtlačovom serveri arXiv naznačuje, že už o pár rokov sa zrejme dočkáme jednej z najočakávanejších udalostí v modernej astronómii. Fluktuácie svetla pozorované v galaxii SDSS J1430+2303 naznačujú, že v jej jadre sa schyľuje k fúzii čiernych dier. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Podľa dostupných informácií je SDSS J1430+2303 galaxia s aktívnym galaktickým jadrom, ktoré prechádza periodickou variabilitou. Tá sa navyše neustále zrýchľuje.

Tieto výkyvy, alebo fluktuácie svetla pozorované v strede predmetnej galaxie sa podobajú na binárnu sústavu čiernych dier smerujúcich k neodvratnej kolízii. Celková hmotnosť čiernych dier váži toľko, čo 200 miliónov Sĺnk  a od Zeme sa nachádzajú viac než 1,10 miliardy svetelných rokov.

Ako ďalej upozorňuje portál TechTimes, ak sú prvotné výpočty a pozorované fluktuácie skutočne výsledkom dvoch navzájom obiehajúcich sa čiernych dier, potom už priebehu nasledujúcich troch rokoch budeme svedkami ich kolízie.

Hoci SDSS J1430+2303 je zatiaľ našim najlepším kandidátom, respektíve našou najlepšou šancou na bezprostredné pozorovanie fúzie supermasívnych čiernych dier, astronómovia si stále nie sú touto udalosťou 100 % istí.

Gravitačné vlny

Prvú fúziu čiernych dier sa nám podarilo odhaliť v roku 2015 prostredníctvom detektora gravitačných vĺn LIGO (oznámené to bolo o rok neskôr). Uvedený rok možno považovať za akýsi štart gravitačnej astronómie, teda mladého, ale veľmi rýchlo sa rozvíjajúceho odboru využívajúceho a skúmajúceho gravitačné vlny.

Od tej doby sme zachytili niekoľko gravitačných vĺn, ktoré indikovali zrážky čiernych dier. Keďže gravitačné detektory LIGO a Virgo sú navrhnuté najmä pre pozorovanie gravitačných vĺn, ktoré zodpovedajú fúziám čiernych dier hviezdnej veľkosti (detektory navrhnuté pre tento hmotnostný rozsah), nie je žiadnym prekvapením, že väčšina detekcií indikovala práve tieto kolízie.

Inak povedané, fúzie supermasívnych čiernych dier o hmotnosti niekoľkých miliónov až miliárd Sĺnk sú pre nás neznámou, pretože detektory fungujú v inom frekvenčnom rozsahu.

Pozorovanie takejto fúzie je však snom azda každého astronóma a fanúšika astronómie. Dobrou správou je, že ak v SDSS J1430+2303 skutočne dôjde k fúzii dvoch supermasívnych čiernych diery, potom aj bez detektora schopného snímať gravitačné vlny v tomto frekvenčnom rozsahu, budeme môcť v „priamom prenose“ sledovať záblesk svetla v celom svetelnom spektre. Z údajov potom bude možné presne vyčítať, ako k týmto udalostiam dochádza a čo sa pri nich odohráva.

Paradoxne, najväčšia kolízia čiernych dier akú sme kedy prostredníctvom gravitačných vĺn zaznamenali, priniesla viac otázok ako odpovedí. Minimálne jedna z kolidujúcich čiernych dier totiž nemala vôbec existovať.

Pri udalosti GW 190521 došlo k fúzii dvoch čiernych dier s hmotnosťou 66 a 85-krát väčšou než je hmotnosť Slnka a vznikla čierna diera s hmotnosťou približne 142-krát väčšou ako je hmotnosť Slnka.

Súčasná teória ale predpokladá, že k vytvoreniu čiernych dier dochádza vplyvom explózie hviezd v rozsahu 5 až 65-násobku hmotnosti Slnka, v inom prípade (65 až 140-násobok) dôjde k tak silnej supernove, že všetok okolitý materiál (vrátane jadra hviezdy) sa vymrští do takej vzdialenosti, že čierna diera jednoducho nemôže vzniknúť. O jednej takejto super-silnej supernove sme ťa informovali prostredníctvom samostatného článku.

Ide skutočne o fúziu?

Ako sme spomínali, vedci si zatiaľ nie sú istí, či pozorovaná variabilita je spojená s fúziou čiernych dier. Galaktické jadrá sú totiž veľmi zvláštne miesta plné ešte zvláštnejších signálov, ktorým sa len veľmi ťažko priradzujú konkrétne udalosti.

Len nedávno sa napríklad ukázalo, že jadro našej galaxie chráni neznáma sila. Tá podľa všetkého zabraňuje vniknutiu kozmických lúčov do tohto priestoru. K uvedeným výsledom dospela iná skupina vedcov na základe pozorovaní gama žiarenia v centrálnom molekulárnom mračne.

Jednoducho povedané, pozorovanú variabilitu môže spôsobovať aj iný, zatiaľ neznámy, proces odohrávajúci sa v srdci SDSS J1430+2303. Tím výskumníkov pod vedením Liminga Doua z Guangzhou University v Číne sa však na základe pozorovaní na röntgenových vlnových dĺžkach domnieva, že skutočne ide o fúziu supermasívnych čiernych dier.

Nasvedčuje tomu predovšetkým emisia spojená s dopadom železných prvkov na čiernu dieru, ktorá sa často spája správe s fúziami čiernych dier a spomínaná variácia svetla v röntgenovom spektre. V priebehu troch rokov sa totiž pozorované fluktuácie svetla skrátili z ročného časového intervalu na mesačný. Na druhú stranu, výsledky rádiových pozorovaní neboli príliš presvedčivé. Na definitívne potvrdenie si tak ešte nejaký ten čas budeme musieť počkať.