Odhalena osamělá černá díra. Letí galaxií a vyhlíží kořist
7. 2. 2022 – 23:56 | Vesmír | Pavel Jégl | Diskuze:
Je to první samotářská černá díra potulující se po Mléčné dráze, kterou astronomové objevili.
Černé díry platí za temné vesmírné predátory. Jsou to hmotné objekty, jejichž gravitační pole křiví časoprostor a nic včetně světla ho nemůže opustit.
Dělí se do kategorií podle hmotnosti a vzniku. Ty, které patří mezi černé díry hvězdné velikosti, nacházíme v páru s hvězdou, kterou pohlcují. Tentokrát však astronomové narazili na objekt z této skupiny, který tiše pluje Mléčnou dráhou jako šelma vyhlížející svou kořist. Je to pozoruhodný objev, první svého druhu.
Své poznatky astrovědci publikovali ve studii na serveru arXiv. V úvodu studie početného mezinárodního týmu, který vedl profesor Kailashe Sahu z Vědeckého institutu vesmírného teleskopu – operačního centra Hubbleova dalekohledu, se píše:
„Hlásíme první jednoznačné zjištění a hmotnostní proměření osamělé černé díry o hvězdné hmotnosti.“
Jak vypátrat temného samotáře?
Černou díru, která vzniká zhroucením hvězdy, nevidíme jednoduše proto, že je černá a žádné světlo z ní neuniká. Prozradí ji však její kořist, kterou konzumuje. Při této „hostině“ vzniká disk zahřátého materiálu, který vyzařuje rentgenové emise.
Co když ale černá díra zrovna nic velkého nepohlcuje? Pak si musíte poradit jinak.
V případě zmíněné černé díry astrovědci použili metodu gravitační mikročočky. Černou díru odhalili díky tomu, že její velká hmotnost zesílila světlo hvězdy v pozadí.
Gravitační čočka je jev, při kterém je světlo vzdáleného objektu deformováno hmotným objektem v popředí. Objekt v popředí, většinou masivní hvězda či celá galaxie, tak působí jako čočka v dalekohledu. Gravitační mikročočka je metoda, při níž je ve stejné situaci zkoumán objekt v popředí. Tak se dají získat data o vzdálených vesmírných tělesech.
Mikročočkový jev pozorovali astronomové v roce 2011 ze dvou observatoří, dostal proto dva katalogové názvy - MOA-2011-BLG-191 a OGLE-2011-BLG-0462. Jasnost vzdálené hvězdy tehdy začala sílit a zůstávala intenzivní po dobu 270 dní. Do pozorování jevu se zapojila řada pozemských dalekohledů i Hubbleův vesmírný dalekohled. A z podrobné analýzy dat teď vyplynulo, že čočkou byla osamocená černá díra.
Černé díry, kam se podíváš
Ve studii se píše, že zesílení jasnosti hvězdy bylo způsobeno objektem o hmotnosti sedmi Sluncí, který se pohyboval mezi hvězdou a Zemí v bezpečné vzdálenosti 5200 světelných let od nás rychlostí 45 kilometrů za sekundu. A protože tento hmotný objekt sám žádné světlo nevydával, byl závěr astrovědců jasný – našli jsme samostatnou černou díru hvězdné velikosti!
Je to první objev volně se pohybující černé díry, všechny předchozí byly pouze teoretické. Dosud se hmotnost černých děr odhadovala pouze v binárních systémech, tedy v systémech dvou objektů, které se vzájemně přitahují gravitační silou a obíhají kolem společného těžiště, nebo prostřednictvím silných gravitačních vln, které vznikly v kolizi dvou černých děr.
Studii o gravitačních čočkách vydal v roce 1936 v časopisu Science Albert Einstein pod názvem Čočce podobné působení hvězdy v důsledku ohybu světla v jejím gravitačním poli. Inspiroval ho k ní rodák ze Vsetína Rudolf Welt Mandl, který mu ukázal návrhy a náčrty gravitačních čoček ve vesmíru. Einstein potom jev dokázal popsat detailním výpočtem.
Určitě to ale nebyl poslední objev tohoto typu. Astronomové se loni pokusili spočítat, či spíš odhadnout, kolik černých děr hvězdné velikosti se nachází v pozorovatelném vesmíru – tedy v kouli o průměru 90 miliard světelných let. Dospěli k nepředstavitelnému numeru 40 trilionů (deset na osmnáctou). Výsledek naleznete ve studii v časopisu Astrophysical Journal.