V blízké trpasličí galaxii byla objevena vzácná středně velká černá díra

13. 11. 2022

Galaxie Černé díry Hvězdy Astronomie

K jejímu objevu pomohla událost AT 2020neh označovaná jako slapové narušení, při kterém černá díra roztrhá hvězdu, která se k ní příliš přiblížila. Právě to se stalo v jádru galaxie SDSS J152120.07+140410.5. Zničení hvězdy vyvolalo dočasné zvýšení její jasnosti, přehlušilo tak dočasně ostatní hvězdy v galaxii. Podle všeho se jednalo o centrální černou díru galaxie, tedy ekvivalent supermasivní černé díry Sagittarius A* v Mléčné dráze.

Galaxie SDSS J152120.07+140410.5

Snímek trpasličí galaxie SDSS J152120.07+140410.5, ve které došlo k události AT 2020neh, který byl pořízen teleskopem Hubble. Kolem jejího jádra lze pozorovat kruh rodících se hvězd.

Image credit: NASA, ESA, Ryan Foley/UC Santa Cruz

Slapové narušení, neboli Tidal Disruption Event (TDE), je situace, která nastává při interakci hvězdy a černé díry. Při přiblížení hvězdy masivní černé díře dochází k její deformaci silnou gravitací a následnému rozpadu. Materiál z hvězdy se dostává do akrečního disku kolem černé díry, kde rotuje vysokou rychlostí a je zahříván na extrémně vysoké teploty. U vnitřní hrany disku, v blízkosti horizontu události černé díry pak vzniká intenzivní radiace, kterou lze detekovat observatořemi v rentgenovém a gama záření.

Nárůst zářivosti z události AT 2020neh reportovalo poprvé zařízení ZTF (Zwicky Transient Facility) v červnu 2020. Následně byla identifikována v dřívějších datech z YSE (Young Supernova Experiment) pořízených jen pár dní před tím. 

Zdrojová trpasličí galaxie SDSS J152120.07+140410.5 se nachází asi 850 tisíc světelných let daleko, což je na galaxii vlastně docela blízko. Černá díra, která  událost způsobila, má podle odhadů mezi 10 tisíci až milionem hmotností Slunce. Patří tak do ne příliš probádané kategorie černých děr střední velikosti, kterých zatím bylo objeveno jen pár.

Slapové narušení

Černé díry, kategorie

Černé díry jsou masivní kompaktní objekty s tak silnou gravitací, že z nich nedokáže uniknout ani světlo. To ale neznamená, že jsou všechny stejné. Vědci rozlišují tři (až pět) základních kategorií černých děr, které se od sebe liší svou hmotností i vznikem:

  
Černé díry hvězdné velikosti (kolapsary) - mají hmotnost jednotek až desítek Sluncí a vznikají při kolapsu masivní hvězdy. Proces, při kterém vzniká černá díra hvězdné velikosti, se označuje jako hypernova a je doprovázena zábleskem gama záření.
  
Černé díry střední velikosti - dosahují hmotnosti mezi 100 a miliónem slunečních hmotností. Zřejmě nevznikají přímo z hvězd, ale spojením menších černých děr. Tato třída černých děr byla po dlouhou dobu pouze teoretická, protože se astronomům nepodařilo najít žádný konkrétní objekt, který by do této kategorie zapadal. První známou černou dírou střední velikosti se nakonec stal objekt objevený pomocí gravitačních vln (signál GW190521)
  
Supermasivní černé díry - nachází se v jádrech galaxií a mají miliony až miliardy hmotností Slunce. V jádru naš vlastní galaxie dřímá supermasivní černá díra Sagittarius A* s hmotností kolem 4 milionů Sluncí.
  
Ultramasivní černé díry (superobří černé díry) - další uvažovanou kategorií jsou ultramasivní černé díry, které mohou mít hmotnost 10 až 100 miliard Sluncí.
  
Neuvěřitelně velké černé díry (Stupendously LArge Black holeS, SLABS) - Nedávno přišli vědci s pátou kategorií černých děr, jejichž hmotnost přesahuje 100 miliard Sluncí.