Vědci poprvé sledovali, jak se spojily tři kvasary, jednolité oblasti v centrech galaxií, které obklopují černé díry, a zrodila se ultrahmotná černá díra 30miliardkrát hmotnější než Slunce.

Jak si takového ultrahmotného obra představit? Vezměte jedno Slunce a jeho hmotnost, která se rovná zhruba 333 tisícům hmotností Země. Vynásobte ho 30 miliardami. Hodnota, kterou tím dostanete, se rovná hmotnosti objektu, jehož vznik popisuje mezinárodní tým astrofyziků v magazínu Astrophysical Journal Letters.

Jak se rodí monstrum

Černé díry, které pohlcují prach a plyn a současně sídlí v srdcích galaktických kup, patří k nejhmotnějším a také nejhůře polapitelným objektům ve vesmíru.

Astrofyzici, zkoumající vzácné splynutí galaxií se třemi kvasary v jejich středu, teď konečně vystopovali původ těchto vesmírných monster. Pomocí simulace ASTRID s vysokým rozlišením vymodelovali vývoj vesmíru před 11 miliardami let, kdy vesmíru bylo teprve 2,7 miliardy let. Toto období, provázené překotnou tvorbou hvězd, je nazýváno kosmické poledne.

V simulaci byli výzkumníci svědky vzniku ultrahmotné černé díry. Zrodila se po splynutí tří galaxií.

Každá z těchto galaxií obsahovala vlastní superhmotnou černou díru, která se živila prachem a plynem a poháněla mohutné výtrysky částic zastiňující všechny hvězdy v hostitelských galaxiích.

Když na sebe trojice černých děr narazila, vytvořila ještě masivnější černou díru ultrahmotné kategorie. Do ní patří černé díry, jejichž hmotnost přesahuje 10 miliard Sluncí.

„Nalezli jsme velmi vzácný systém obsahující trojici kvasarů v epoše kosmického poledne, v době před 11 miliardami let, kdy galaxie a superhmotné černé díry dosahovaly vrcholu své aktivity,“ cituje magazín Live Science hlavní autorku studie Yueying Niovou z Harvardova Smithsonianského centra pro astrofyziku v americkém Bostonu.

Simulace splývání kvasarů na superpočítači Frontera odhalující původ ultrahmotných černých děr. Na obrázku vidíte tři blízké kvasary BH1, BH2 a BH3. BH1 je nejhmotnější. BH2 se k němu blíží po červené a BH3 po žluté trajektorii. Kvasary do sebe narážejí a splývají. | zdroj: Kredit-Yueying Ni

„Systém se skládá ze tří jasných kvasarů poháněných superhmotnými černými dírami, z nichž každá sídlí v masivní galaxii o hmotnosti, která je přibližně desetkrát větší než hmotnost naší galaxie, tedy Mléčné dráhy,“ upřesňuje Niová.

Proč jsou nepolapitelné?

Simulace vědeckého týmu na superpočítači Frontera v Texasu pomohla vyplnit mezery v datech o éře kosmického poledne. Naznačila, jak mohly tak gigantické objekty, jakými jsou ultrahmotné černé díry, za krátkou dobu existence vesmíru vlastně vyrůst.

Umožnilo jim to téměř neomezené množství „potravy“, kterou zajistilo splynutí superhmotných galaxií se superhmotnými černými dírami. V popisovaném případě to bylo splynutí tří kvasarů.   

Vzácnost systémů se třemi kvasary potom podle Niové vysvětluje, proč jsou ultrahmotné černé díry ve skutečném vesmíru pro astronomy tak nepolapitelné, jinými slovy – vzácnější než šafrán.