Supermasivní černá díra uprostřed Mléčné dráhy rotuje překvapivě pomalu

22. 10. 2020

Černé díry Sagittarius A*

Černé díry není snadné charakterizovat, jejich extrémní gravitaci neunikne ani světlo. Podle aktuální teorie jediné, co o černých dírách můžeme vědět, je jejich hmotnost, elektrický náboj a spin, neboli rotace. Vědci se nyní pokusili charakterizovat rotaci supermasivní černé díry Sagittarius A* ve středu naší vlastní galaxie a zjistili, že zřejmě rotuje pomaleji, než je tomu v jiných galaxiích.

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:

Spin černých děr dosahuje hodnot mezi 0 a 1, většinou je to číslo od několika desetin po jedničku. Čím vyšší je hodnota spinu, tím rychleji černá díra rotuje. V případě, že by spin dosahoval hodnoty 1, černá díra by rotovala tak rychle, že její horizont události by se pohyboval rychlostí světla.

V blízkosti Supermasivní černé díry v jádru Mléčné dráhy obíhá asi 40 tzv. S-hvězd (S-stars) ve dvou různých discích. Asi není překvapením, že oběžné dráhy těchto hvězd jsou výrazně ovlivněny gravitací supermasivní černé díry, která se nachází v jejich středu. 

Astronomové Giacomo Fragione a Avi Loeb si nicméně uvědomili, že pohyb těchto hvězd by mohl být ovlivněn také rotací černé díry. Časoprostor je totiž kromě gravitace deformovaný také rotací masivního tělesa (tzv. strhávání časoprostoru, frame-draging effect). Pokud by černá díra rotovala velkou rychlostí, oběžné dráhy těchto hvězd by byly narušeny. Vypočítali tak, že za předpokladu stabilních oběžných drah by měl mít spin hodnotu menší než 0,1.

Tento výsledek mimo jiné znamená, že ze supermasivní černé díry v jádru Mléčné dráhy nevychází žádný relativistický proud radiace (relativistic jet). Ten doprovází rychle rotující černé díry a je často pozorovatelný na miliony světelných let daleko. U Sagittarius A* skutečně žádný jet pozorovaný nebyl.