V galaxiích v centru masivních galaktických kup dřímají skutečná monstra: ultramasivní černé díry

22. 02. 2018

Černé díry Galaxie Česká republika Chandra

Když tým astronomů zkoumal vzdálené masivní galaktické kupy, zjistil, že v centrech některých galaxií dřímají opravdová vesmírná monstra. Jedná se o ultramasivní černé díry, které dosahují mnohonásobně větších hmotností než "běžné" supermasivní černé díry v jádrech galaxií. Jedním z autorů studie publikované v magazínu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society je i Julie Hlavacek-Larrondová, profesorka na Université de Montréal, která má české kořeny.

Černá díra v centru Mléčné dráhy

Astronomové z NASA pořídili s Hubblovým teleskopem doposud neostřejší snímek galaktického středu Mléčné dráhy. Střed Mléčné dráhy je zahalen do mezihvězdných plynů a prachu, které komplikují jeho pozorování ve viditelném spektru. Tento snímek byl pořízen infračervenou kamerou NICMOS, která místo viditelného světla snímá teplo, které objekty vydávají. Vpravo dole je vidět spirálovité okolí supermasivní černé díry v centru galaxie. Černou díru přímo pozorovat nelze, na fotografii jsou vidět ionizované plyny, které byly zachyceny její gravitací.

Image credit:

Tým astronomů, vedený kromě Hlavacek-Larrondovou také Mar Mezcuovou ze Španělska, zkoumal 72 galaxií, které se nachází v centru zářivých galaktických kup vzdálených do 3,5 miliard světelených let. Tyto galaxie jsou nejen samy o sobě velmi zářivé, ale také velmi masivní, často se jedná o jedny z nejmasivnějších známých galaxií ve vesmíru. Můžeme si je představit jako velké objekty, ke kterým jsou ostatní galaxie v kupě vázány jejich intenzivní gravitací, podobně jako planety ke hvězdám.

V jádrech všech velkých galaxií se nacházejí supermasivní černé díry, které dosahují až miliardkrát větší hmotnosti než má naše Slunce. To jsou ale ty opravdu velké, například supermasivní černá díra v jádru Mléčné dráhy (Sagittarius A*) má odhadovanou hmotnost asi 4 milionů slunečních mas. V jádrech zkoumaných galaxií v centrech zářivých galaktických kup se však nacházejí černé díry o velikosti překračující 10 miliard slunečních mas, což je činí zřejmě největšími detekovanými černými děrami ve vesmíru. 

Vědci spočítali hmotnost ultramasivních černých děr v jádrech těchto galaxií analýzou rádiových a rentgenových emisí, které z nich vycházejí. Analyzovaná data pocházela z vesmírného rentgenového teleskopu Chandra. Výsledná hmotnost černých děr byla zhruba desetkrát větší než při původních výpočtech jinými metodami, které počítaly s tím, že černé díry rostly společně se svými galaxiemi.

Co víc, tyto černé díry mají podle astronomů růst rychleji než hvězdy v jejich galaxii, což neodpovídá tomu, co bylo pozorováno u jiných velkých černých děr.

Původ těchto objektů zatím není jasný, jejich velká hmotnost by mohla být důsledkem výjimečných podmínek při vzniku jejich domovských galaxií, nebo mohlo dojít k růstu jejich masy v průběhu jejich existence. "Dnes nemáme dostatek informací, abychom mohli s jistotou říct" říká Hlavacek-Larrondová.