Astronomové vypátrali dosud nejstarší černou díru. Vesmírný kolos se zrodil pouhých 470 milionů let po Velkém třesku, který je pokládán za okamžik zrodu vesmíru.

Vzhledem k tomu, že vesmír vznikl před 13,7 miliardy let, je nově objevené černé díře 13,2 miliardy let.

Objekt, o kterém americká vesmírná agentura NASA informovala v pondělí, ohromil astronomy svou velikostí.

Objev potvrdily ‚rentgenové oči‘

Mezinárodní tým astronomů vystopoval černou díru v galaxii UHZ1 pomocí teleskopu Jamese Webba, který pozoruje vesmír v infračervené oblasti ze vzdálenosti 1,6 milionu kilometrů od Země. Je to největší a nejvýkonnější astronomická observatoř, jaká kdy byla vyslána do vesmíru.

Komentovaný snímek, který poskytla NASA v pondělí 6. listopadu 2023, ukazuje složený pohled na data z rentgenové observatoře NASA Chandra a vesmírného teleskopu Jamese Webba. Naznačují rostoucí černou díru pouhých 470 milionů let po Velkém třesku. | zdroj: kredit-NASA/ESA

Následovalo dvoutýdenní pozorování sondou Chandra, která má „rentgenové oči“. Sledování prozradilo přehřátý plyn vyzařující rentgenové záření v galaxii, což je charakteristický znak rostoucí supermasivní černé díry.

Oba vesmírné teleskopy použily techniku gravitačního čočkování, pomocí které zvětšily oblast vesmíru, kde se nachází galaxie UHZ1 a její černá díra - hmotný objekt, jehož silné gravitační pole křiví časoprostor a žádný objekt včetně světla ho nemůže opustit,.

„Potřebovali jsme Webba, abychom objevili tuhle pozoruhodně vzdálenou galaxii, a Chandru, abychom našli její supermasivní černou díru,“ cituje web NASA Akose Bogdana ze Smithsonianského centra pro astrofyziku, hlavního autora studie popisující výsledky pozorování, která vyšla v časopise Nature Astronomy, 

Bogdan se svým týmem objevil černou díru v galaxii UHZ1 ve směru kupy galaxií Abell 2744, která se nachází 3,5 miliardy světelných let od Země a která posloužila jako gravitační čočka. Data z Webbova teleskopu odhalila, že galaxie je mnohem vzdálenější než kupa, a to 13,2 miliardy světelných let od nás. Vznikla, když měl vesmír pouhá tři procenta svého současného stáří.

Vědce ohromily rozměry černé díry. Je obrovská, desetkrát větší než černá díra v naší galaxii – Mléčné dráze.

Předpokládá se, že má 10 až 100 procent hmotnosti všech hvězd ve své galaxii. To výrazně přesahuje miniaturní podíl černých děr v naší Mléčné dráze a dalších blízkých galaxiích.

„Na to, aby existoval ve vesmíru takový gigant, bylo prostě velmi brzo. Je ohromující, jak tato věc sedí na svém místě v galaxii na úsvitu vesmíru,“ podivuje se Priyamvada Natarajan z Yaleovy univerzity, další autor zmíněné studie.

Zrozena z plynu

„Existují fyzikální omezení pro to, jak rychle mohou černé díry po svém vzniku růst, ale ty, které se rodí hmotnější, mají náskok. Je to jako když zasadíte stromek, kterému trvá kratší dobu, než vyroste ve strom plné velikosti, než když zasadíte semínko," vysvětluje Andy Goulding z Princetonské univerzity, který byl součástí týmu vyhodnocujícího data z Webbova teleskopu.

Vědci dospěli ve studii k závěru, že černá díra se zrodila z kolosálních oblaků plynu, které se zhroutily v sousední galaxii s hvězdami. Obě galaxie se pak spojily a černá díra nad nimi převzala vládu.

Vědci nepochybují o tom, že objekt, který pozorovali, je černá díra.

„Chandra ji zaznamenala pomocí rentgenového záření. Zachytila plyn, který je gravitačně vtahován do černé díry, urychluje se a začíná zářit v rentgenovém spektru... Získali jsme také důkaz, že některé černé díry mohly vzniknout z masivních mračen plynu,“ říká o studii černé díry astrofyzik Natarajan.