Černé díry střední velikosti přece jen existují?

Již mnoho let mají astronomové k dispozici velké množství důkazů o existenci dvou typů černých děr: 1) černých děr hvězdné velikosti a 2) supermasivních černých děr v jádrech galaxií. Dříve považovali za nejobvyklejší standard malé černé díry s hmotností pouze několikrát větší, než je hmotnost našeho Slunce. Později, jak už vyplývá z jejich označení, byly objeveny obrovské a těžké černé díry s hmotnostmi, které několik miliónkrát převyšují hmotnost Slunce.

Není vůbec snadné objevit černé díry, jejichž hmotnosti leží někde uprostřed intervalu hmotností hvězdných a supermasivních černých děr. Proto se o jejich existenci uvažovalo pouze v teoretické rovině. Nyní se zdá, že nastala změna, když mezinárodní tým astronomů nalezl důkazy, z nichž vyplývá, že takovéto černé díry střední velikosti mohou mít hmotnosti odpovídající 90 000 Sluncí.

Astronomové objevili – jak vyplývá z jejich článku publikovaném v časopise Science – že objekt pojmenovaný ESO 243-49 HLX-1 (Hyper-Luminous X-ray source 1), který byl poprvé pozorován v roce 2009, má, jak se zdá, právě parametry černé díry střední velikosti.

Objekt HLX-1 byl popsán jako silný zdroj rentgenového záření, když byl objeven zcela náhodou v době, kdy skupina astronomů prováděla náhradní pozorování jeho mateřské spirální galaxie. Černé díry se zpravidla vyskytují v jádru takových galaxií. Jedna se nachází rovněž v jádru naší Galaxie (Mléčné dráhy). Nicméně objekt HLX-1 byl objeven zcela mimořádně v prostoru mimo galaktický střed i galaktickou rovinu. Bylo oznámeno, že objekt produkoval velké množství rentgenového a rádiového záření.

Na základě tohoto zjištění se jiná skupina astronomů zaměřila výhradně na černou díru a doufala, že se bude jednat o první objevený exemplář střední hmotnosti. Tým vzal v úvahu měření z doby, kdy byl objekt HLX-1 poprvé pozorován a na tato data astronomové aplikovali matematické rovnice, které byly odvozeny v uplynulých letech, kdy bylo předpovězeno chování černých děr střední velikosti. Následně – v uplynulém roce – uskutečnili druhé kolo pozorování a zjistili s mimořádnou přesností, že teoretické předpoklady vedou k závěru, že HLX-1 je první objevená černá díra nové kategorie vyznačující se střední hmotností. (Poloha objektu HLX-1 je na obrázku vyznačena malou červenou šipkou. Credit: NASA, ESA a Sean Farrell, University Sydney.)

Jak vznikají černé díry střední velikosti, bohužel, stále ještě není známo. Existují určité náznaky, že se mohou vytvořit v případě, kdy se hustá kulová hvězdokupa zhroutí do kompaktního objektu a vytvoří černou díru. Další astronomové předpokládají, že tato velikost černých děr mohla vzniknout jako důsledek podmínek po zrození vesmíru. Podle jiných názorů mohl být jejich vznik nastartován tak, že se masivní černá díra „scvrkla“ v průběhu času z doposud neznámých příčin.

Protože existuje mnoho možností vzniku, astronomové budou zcela určitě pokračovat v pozorování během dalších let a pokoušet se objevit nejpravděpodobnější možné vysvětlení. Galaxie ESO 243-49 je od Země vzdálena asi 290 miliónů světelných roků.

Poznámka:
Relativistické výtrysky hmoty (tzv. jety) jsou proudy plazmy pohybující se rychlostí v řádu desítek procent rychlosti světla, které směřují v protilehlých směrech. Byly pozorovány jak u černých děr hvězdné kategorie (3 až 20 hmotností Slunce), tak i u supermasivních černých děr (hmotnost 10⁶ až 10⁹ hmotností Slunce) objevených v jádrech většiny galaxií. Tyto výtrysky by měly rovněž vytvářet černé díry středních velikostí (10² až 10⁵ hmotností Slunce), i když důkazy existence této třetí skupiny černých děr byly doposud velmi chatrné. Nedávno byla oznámena také detekce přechodné rádiové emise v poloze, kde se nachází kandidát na černou díru střední velikosti s označením ESO 243-49 HLX-1. Tato pozorování mj. umožnila zpřesnit odhadovanou hmotnost černé díry v rozmezí 9 000 až 90 000 hmotností Slunce.

Zdroj: http://phys.org/news/2012-07-evidence-intermediate-size-black-hole.html

autor: František Martinek