Uvnitř hvězdokupy Messier 4, vzdálené od Země 6000 světelných let, se patrně ukrývá černá díra „střední váhové kategorie“. Naznačuje to nová astronomická studie publikovaná v magazínu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Její hmotnost výzkumníci odhadují na 800 Sluncí a byť objev tohoto typu černé díry zatím nebyl potvrzen, existují pádné důvody předpokládat, že se uvnitř hvězdokupy skutečně nachází.

Pokud se to potvrdí, bude to každopádně mimořádný objev.

Kde jsou?

Ve vesmíru jsme už nalezli poměrně velké množství černých děr, objektů s nepředstavitelnou gravitací, které dokáží pohltit vše, co se v jejich blízkosti objeví. Na rozložení jejich hmotností je však cosi velmi zvláštního.

Existují dvě odlišné populace: černé díry s hvězdnou hmotností, jejichž hmotnost dosahuje přibližně stonásobku hmotnosti Slunce, a supermasivní černé díry, které se nacházejí v srdcích galaxií a jejichž hmotnost se pohybuje mezi miliony až miliardami Sluncí.

Mezi těmito hmotnostními rozmezími se nachází... vlastně skoro nic. A to je zapeklitá hádanka, píše magazín Science Alert.

Copak žádné černé díry střední hmotností neexistují? Nebo tam jsou a my je pouze z nějakého důvodu nedokážeme zachytit?

Víme přitom, jak vznikají černé díry s hvězdnou hmotností – zhroucením jádra masivních hvězd. Ale nejsme si tak jisti vznikem supermasivních černých děr. Vznikají postupným slučováním menších černých děr, nebo nasávají materiál a postupně rostou?

Sledovali tisíce hvězd

Vysvětlit tuto záhadu by mohly černé díry střední hmotnosti. Mohly by naznačit, zda a jak se malé černé díry časem zvětšují. Jenže takové objekty nejsou k nalezení. Jejich několik možných objevů nebylo prokázáno.

Jedním z míst, kde by se tyto černé díry mohly skrývat, jsou srdce kulových hvězdokup.

Kulové hvězdokupy jsou místem velkého množství hvězd, které obvykle vznikly ve zhruba stejný čas ze stejného oblaku plynu. Nacházet se v nich může 100 000 až milion hvězd. V jejich nitru by se střední černá díra tedy mohla ukrývat.

Pokud víme, že supermasivní černé díry jsou gravitačním centrem velkých galaxií, je přece logické předpokládat, že kulové hvězdokupy – jakési zmenšeniny galaxií – mohou mít v centru zase středně velké černé díry.

Astronomové pod vedením Eduarda Vitrala ze Space Telescope Science Institute se ve svém pátrání po těchto černých dírách s Hubbleovým teleskopem a teleskopem Gaia zaměřili na nejbližší hvězdokupu Messier 4.

Hvězdokupa Messier 4 očima Hubbleova vesmírného teleskopu. | zdroj: Profimedia

Vitralův tým v ní sledoval pohyby 6 000 hvězd s cílem zjistit, zda jejich oběžné dráhy odpovídají dráze pohybu kolem malého objektu vysoké hustoty, tedy černé díry.

Jejich pozorování naznačila, že uvnitř hvězdokupy se nachází cosi o hmotnosti zhruba 800 Sluncí. Identita tohoto objektu či objektů není úplně jasná. Astronomické teorie však ukazují na středně velkou černou díru.

Příliš hmotný, příliš malý

„Nemůžeme sice potvrdit, že to je centrální gravitační bod, ale můžeme prokázat, že je velmi malý. Je příliš malý a příliš hmotný na to, abychom ho dokázali vysvětlit jinak než černou dírou,“ cituje magazín Science Alert astronoma Timo Prustiho z Evropské vesmírné agentury.

Při vzdálenosti 6000 světelných let od Země se Messier 4 nachází v bezpečné vzdálenosti a nemůže pro nás představovat hrozbu. Zároveň ale jeho vzdálenost od Země představuje jen 6 procent průměru Mléčné dráhy.

Science Alert proto píše o černí díře na našem galaktickém dvorku. Zda se však uvnitř hvězdokupy skutečně nachází, ukáže až další pozorování.