Černá díra o hmotnosti 70 Sluncí překvapila vědce, neví jak mohla vzniknout

29. 11. 2019

Černé díry Hvězdy Gravitační vlny

Tým astronomů vedený profesorem Liu Jifengem z National Astronomical Observatory of China (NAOC) objevil v Mléčné dráze ve vzdálenosti 16 tisíc světelných let černou díru o hmotnosti zhruba 68 Sluncí (přesněji 55-79). Vědci však nepředpokládali, že by černé díry hvězdné velikosti s podobnou váhou mohly v naší galaxii existovat.

Černá díra, zničení hvězdy

Kolem černých děr rotují hvězdy, podobně jako kolem hvězd obíhají planety. Přiblíží-li se některá z hvězd příliš blízko, gravitace černé díry ji deformuje natolik, že ji v podstatě zničí. Materiál z hvězdy potom vytváří akreční disk kolem černé díry, který rotuje vysokou rychlostí. V blízkosti horizontu události černé díry potom třením dochází k zahřátí materiálu na extrémně vysoké teploty a vzniká tak záření, které je detekovatelné na teleskopy.

Image credit: Goddard Space Flight Center

Černé díry hvězdné velikosti dosahují hmotnosti od zhruba pěti Sluncí do několika desítek. Vznikají kolapsem masivních hvězd v supernovách a jsou doprovázeny záblesky vysokoenergetického gama záření. Pokud je původní hvězda lehčí, dojde v supernově ke vzniku neutronové hvězdy. Pokud je však příliš masivní, dochází ke snížení její hmotnosti prostřednictvím velmi silných slunečních větrů a následně vzniká relativně menší černá díra.

Nově objevená černá díra nese označení LB-1 a je součástí binárního páru spolu s masivní a velmi mladou hvězdou. Právě to umožnilo její objev, protože pohyb této hvězdy je gravitací černé díry ovlivněn. Hvězda má 8 hmotností Slunce a černou díru oběhne po téměř kruhové oběžné dráze jednou za 79 dní.

Vědci ví o jedné cestě, jak by podobný objekt mohl vzniknout: kolizí dvou černých děr. Tyto kolize byly v posledních letech několikrát detekovány prostřednictvím gravitačních vln - zatím nejmasivnější z nich je výsledná černá díra o hmotnosti 62 Sluncí. Jenže takovou událost by hvězda v blízkosti černé díry neměla přežít. 

Další možností vzniku tohoto systému je zachycení hvězdy až po vzniku černé díry. V takovém případě by však vědci očekávali kruhovou oběžnou dráhu po výrazně delším období, než je odhadované stáří hvězdy.

Jakkoliv už tento objekt vzniknul, pro vědce se stal jedním z nejzajímavějších v naší galaxii. Černá díra i sousední hvězda budou nyní dopodrobna zkoumány ve snaze zjistit více informací o tomto systému. Jejich historie by mohla vědcům napovědět více o tom, jak často a jakým způsobem mohou velké černé díry hvězdné velikosti vznikat.

Největší černé díry hvězdné velikosti
Ve skutečnosti jde spíše o kandidáty na černé díry, protože není snadné černé díry pozorovat jako takové a tedy i potvrdit jejich existenci. Je známa minimálně jedna další černá díra hvězdné velikosti, která je ještě větší než LB-1, nachází se však v jiné galaxie, kde mohou být podmínky pro vznik podobných objektů odlišné.

  

    
Označení černé díry
    
Hmotnost
(hmotnosti Slunce)
  

    
GW170729
    
80
  

    
LB-1
    
68
  

    
GW170823
    
66
  

    
GW150914
    
62
  

    
GW170818
    
60
  

    
GW170809
    
56