Americká vesmírná agentura NASA na svém webu zveřejnila novou, dechberoucí animaci, která ukazuje, jak velkou plochu vesmíru může ovládat supermasivní černá díra.

Tyto kolosy se dají přirovnat ke galaktickému srdci, kolem něhož víří hvězdy.

Výlet vesmírem za černými dírami začíná ve videu trpasličí galaxii s názvem J1601+3113, která hostí černou díru o hmotnosti zhruba 100 000 hmotností Slunce. (Tato hodnota je spodní hranicí pro kategorii supermasivních černých děr. Pod ní jsou černé díry střední a hvězdné velikosti.)

Dál mimo jiné vidíme černou díru v centru naší galaxie Sagittarius A*, která má hmotnost 4,3 milionu sluncí. Svými proporcemi ji potom zastíní M87*, první černá díra, která kdy byla zobrazena. Její hmotnost je mnohem vyšší, 5,37 miliardy Sluncí.

Video končí u jedné z největších černých děr, které ve vesmíru známe. Je to obluda známá jako TON-618. V roce 2004 vědci odhadli její hmotnost na neuvěřitelných 66 miliard hmotností Slunce.

Teoretická horní hranice hmotnosti černých děr se přitom pohybuje kdesi kolem 50 miliard hmotností Slunce. Jak si potom vysvětlit hmotnost 66 miliard sluncí? Jednoduše tak, že dosud neprobádaný vesmír dokáže naše teoretické předpovědi snadno překonávat.

A důležitá informace pro srovnání: Slunce je 330 000krát hmotnější Země.

Země menší než kulička na stolní fotbal

Tato čísla jsou pro člověka příliš abstraktní. Sotva si dokáže představit, jak obrovské objekty se za nimi skrývají. Potřebuje k tomu vizuální měřítko. A právě to animace vytvořená v Goddardově centru NASA poskytuje.

Astronomové, kteří ji sestavili, upozorňují, že černé díry představují nejhustší známé objekty ve vesmíru. Jsou tak kompaktní, že je můžeme matematicky popsat pouze jako singularitu – bod nekonečné hustoty. Jejich hustota je natolik extrémní, že se časoprostor kolem nich gravitačně pokřiví do podoby uzavřené koule.

Po obvodu černých děr se rozprostírá hranice nazývaná horizont událostí. Čím je černá díra hmotnější, tím větší je poloměr koule vymezené horizontem událostí, známý jako Schwartzschildův poloměr.

Právě s jeho pomocí můžeme získat představu o hmotnosti černých děr, zejména těch nejmasivnějších.

Slunce má poloměr 696 340 kilometrů. Kdyby se tato naše hvězda zhroutila a stala černou dírou (na to je ovšem tento žlutý trpaslík příliš malý), její Schwartzschildův poloměr by byl pouhých 2,95 kilometru. A pro naši Zemi by tento parametr měl hodnotu pouhých 9 milimetrů!

Nestvůra stokrát větší než sluneční soustava

Animace NASA je každopádně užitečným, ilustrativním  pohledem na celou škálu supermasivních děr. Černá díra v trpasličí galaxii J1601+3113 má Schwarzschildův poloměr menší než poloměr Slunce. Stín této černé díry zasahuje do prostoru kolem horizontu událostí a vytváří tmavší oblast o přibližně dvojnásobné velikosti, což znamená, že na videu se tento stín jeví přibližně stejně velký jako Slunce.

Jednou z největších černých děr, které ve vesmíru známe, je TON-618. Při hmotnosti 66 miliard hmotností Slunce má Schwarzschildův poloměr 1 300 astronomických jednotek. (Astronomická jednotka je zhruba střední vzdálenost Země od Slunce.) Tato nestvůra by pohltila sluneční soustavu přinejmenším stokrát.

Světlo ze supermasivní černé díry TON 618 (v kroužku). Trvalo mu 10,8 miliardy let, než k nám dorazilo. | zdroj: kredit-SDSS

Naštěstí je daleko. Velmi daleko. Její stáří se odhaduje na 10,8 miliardy let, v našem koutě vesmíru se tedy nemůže potloukat a pohlcovat hmotu. Takže si můžete pomoci citoslovcem úlevy - uf.

Měření provedená Hubbleovým vesmírným teleskopem potvrzují ve známém vesmíru přítomnost více než 100 supermasivních černých děr. A jak se některé z nich mohou stát tak gargantuánské?

„Když se galaxie srážejí, jejich centrální černé díry se nakonec také mohou spojit, a tak dosáhnou ohromných rozměrů,“ vysvětluje astrofyzik Jeremy Schnittman z Goddardova centra NASA.