Astronomové pozorovali černou díru, která přerušila půst

Vědci pozorovali u černé díry zvláštní, velmi silné záblesky energie. Připomínaly situaci, jako by černá díra trhala na kusy hvězdu – jenže dalekohled tam žádnou hvězdu nedetekoval. Astronomové řeší, co se v hlubokém vesmíru vlastně stalo.

Supermasivní černé díry mají hmotnost i milionkrát větší než Slunce. Skrývají se v centru většiny galaxií, ale právě to ztěžuje jejich pozorování a studium. Na rozdíl od oblíbené představy, že černé díry neustále „požírají“ hmotu, mohou tato gravitační monstra trávit dlouhá období v klidové, neaktivní fázi. Toto období se dá představit jako půst.

Tak tomu bylo i v případě černé díry v srdci galaxie SDSS1335+0728, vzdálené 300 milionů světelných let v souhvězdí Panny. Po desetiletích půstu se náhle rozzářila a nedávno začala produkovat nebývalé záblesky rentgenového světla, popsala Evropská kosmická agentura, která její podivné chování sledovala pomocí přístrojů na družici XMM-Newton.

První známky aktivity se objevily koncem roku 2019, kdy galaxie začala nečekaně jasně zářit a přitáhla tak pozornost astronomů. Po několikaletém studiu vědci dospěli k závěru, že neobvyklé změny, které pozorovali, jsou pravděpodobně důsledkem náhlého „zapnutí“ černé díry: přechodu od půstu k požírání. Astronomové je teď označují za aktivní galaktické jádro, přezdívané „Ansky“.

  • Hmotnost černých děr se obecně měří i odhaduje velmi špatně.
  • Největší známou černou dírou je Phoenix A. Její hmotnost se může pohybovat kolem hmotnosti 100 miliard Sluncí. Její horizont události je stonásobkem vzdálenosti Slunce od Pluta.

„Když jsme poprvé spatřili její záření na optických snímcích, začali jsme s pozorováním pomocí rentgenového vesmírného dalekohledu NASA Swift a zkontrolovali jsme také archivní data z rentgenového dalekohledu eROSITA. Ale v té době jsme nezaznamenali žádné známky rentgenového záření,“ uvedla Paula Sánchez Sáezová z Evropské jižní observatoře v Německu, která vedla tým, jenž jako první zkoumal aktivaci černé díry. 

Ansky se probouzí

Na tento výzkum navázali o rok později, když už další tým začal pozorovat nenasytnou černou díru i skrze její jasné záblesky rentgenového záření.

„Tato vzácná událost poskytla astronomům příležitost pozorovat chování černé díry v reálném čase pomocí rentgenových kosmických dalekohledů XMM-Newton a NASA NICER, Chandra a Swift. Tento jev je známý jako takzvaná kvaziperiodická erupce neboli QPE. QPE jsou krátkodobé záblesky. A je to poprvé, co jsme takovou událost pozorovali u černé díry, která se zřejmě probouzí,“ vysvětlují astrofyzici. 

„První epizodu QPE jsme objevili v roce 2019 a od té doby jsme zaznamenali jen několik dalších. Zatím nechápeme, co je způsobuje. Studium Ansky nám ale pomůže lépe pochopit jak černé díry, tak i jejich vývoj,“ doplňuje Lorena Hernández-Garcíová, která byla zodpovědná za tuto fázi výzkumu.

„Teleskop XMM-Newton hrál v naší studii klíčovou roli. Je to jediný rentgenový dalekohled, který je dostatečně citlivý na to, aby detekoval slabší rentgenové světlo v pozadí mezi záblesky. Pomocí něj jsme mohli změřit, jak Ansky ztmavne, což nám umožnilo vypočítat, kolik energie uvolní, když se rozsvítí a začne blikat,“ dodala astronomka.

Od půstu k přejídání

Gravitace černé díry zachycuje hmotu, která se dostane příliš blízko, a může ji roztrhat. Hmota ze zachycené hvězdy se podle současného stavu poznání rozptýlí do horkého, jasného, rychle rotujícího disku, kterému se říká akreční disk. Podle současných názorů jsou QPE způsobeny interakcí objektu (kterým může být hvězda nebo malá černá díra) s tímto akrečním diskem a jsou spojeny se zničením hvězdy. Problém je, že neexistuje žádný důkaz o tom, že by Ansky nějakou hvězdu zničil. QPE zde tedy musí vznikat jinak. Ale jak?

Mimořádné vlastnosti opakujících se záblesků Anskyho přiměly výzkumný tým zvážit další možnosti. Akreční disk by mohl být tvořen plynem zachyceným černou dírou z jejího okolí – nikoliv rozpadlou hvězdou. V takovém případě by rentgenové záblesky pocházely z vysoce energetických rázů v disku, které by byly vyvolány malým kosmickým objektem, jenž by jím opakovaně procházel a narušoval tak obíhající materiál.

Kosmický teleskop XMM-Newton, vizualizace
Zdroj: ESA

„Záblesky rentgenového záření z Ansky jsou desetkrát delší a desetkrát svítivější než ty, které pozorujeme u typických QPE,“ říká Joheen Chakraborty, člen týmu a doktorand na Massachusettském technologickém institutu v USA. „Každá z těchto erupcí uvolňuje stokrát více energie, než jsme zaznamenali jinde. Erupce Ansky také vykazují nejdelší kadenci, jaká kdy byla pozorována, a to přibližně 4,5 dne. To posouvá naše modely na hranici jejich možností a zpochybňuje naše dosavadní představy o tom, jak tyto rentgenové záblesky vznikají.“

Sledování černé díry v akci

Možnost sledovat vývoj Anskyho v reálném čase je pro astronomy bezprecedentní příležitostí dozvědět se více o černých dírách a energetických událostech, které pohánějí. „V případě QPE jsme ale stále ve fázi, kdy máme více modelů než dat, a potřebujeme více pozorování, abychom pochopili, co se děje,“ konstatuje specialista na rentgenovou astronomii v ESA Erwan Quintin.

„Mysleli jsme si, že QPE jsou důsledkem zachycení malých nebeských objektů mnohem většími a jejich spirálového pohybu směrem dolů. Zdá se, že erupce Ansky nám říkají něco jiného. Tyto opakované výbuchy pravděpodobně souvisejí také s gravitačními vlnami, které by mohla zachytit budoucí mise ESA LISA. „Je proto velmi důležité, abychom měli i tato rentgenová pozorování, která doplní data o gravitačních vlnách a pomohou nám vyřešit záhadné chování masivních černých děr,“ zakončuje vědec.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Teplotní rekordy v pátek ohlásily desítky stanic. Podívejte se

Česko v posledních dnech sevřely mimořádně vysoké teploty. V pátek padl první teplotní rekord už po jedenácté hodině dopoledne, a to na stanici Rýmařov, kde naměřili 30,3 stupně Celsia, což je o desetinu víc než dosavadní nejvyšší hodnota z roku 1965. Ještě před polednem naměřili další na stanici Luká a vyrovnání loňského rekordu 30,5 stupně Celsia v Protivanově. K 18:00 padly rekordy na desítkách stanic po celé republice.
11:36Aktualizovánopřed 21 mminutami

Vlna veder je bezprecedentní. Před půl stoletím by nebyla možná, vinu nese změna klimatu

Téměř v polovině zkoumaných evropských měst už padly absolutní teplotní rekordy, anebo se tam očekává, že padnou. Podle nové analýzy má hlavní roli při současné vlně veder změna klimatu, další možné faktory vědci z Imperial College v Londýně vyloučili.
před 5 hhodinami

Zemřela historička Milena Flodrová, spoluzakladatelka Encyklopedie dějin Brna

V 91 letech ve čtvrtek zemřela historička Milena Flodrová, spoluzakladatelka internetové Encyklopedie dějin Brna. Patřila k nejvýznamnějším znalkyním historie moravské metropole. O jejím místopisu, osobnostech a památkách publikovala desítky knih i odborných článků.
před 5 hhodinami

Dusno jako v prádelně je stále častější

Klimatické změny způsobené člověkem jsou v současnosti hlavním faktorem nebezpečného vlhkého horka po celém světě, což zvyšuje zdravotní rizika pro stovky milionů lidí.
před 6 hhodinami

Nakažená základna přivedla americké letectvo zpět k očkování proti chřipce

V dubnu přestali američtí vojáci mít povinnost nechat se očkovat proti sezonní chřipce. Stačily dva měsíce a jedna základna letectva, kde virus vyřadil přes dvě stovky vojáků, aby letectvo tuto povinnost částečně vrátilo zpět.
před 7 hhodinami

Kvůli vzácným motýlům chtějí ochranáři vykoupit lokalitu v Českém středohoří

Ochránci přírody chtějí vykoupit více než tři hektary pozemků v Českém středohoří. Jde o lokalitu nad obcí Chouč nedaleko Bíliny. Důvodem je ochrana vzácných druhů denních i nočních motýlů a rostlin, které jsou na zdejší prostředí vázané. Podle ochránců je území cenné především tím, že zde přežívají druhy motýlů, které z jiných částí Čech a Moravy postupně mizí.
před 10 hhodinami

Novými drony dokáže Ukrajina útočit hluboko za frontou

Ukrajině se podařilo v posledním půlroce nasadit na frontě nové drony, jejichž schopnosti překvapit ruskou obranu zásadně vzrostly. Létají tak daleko a přesně, jako to dříve uměly jen drahé řízené střely. Drony se staly klíčovou součástí konfliktu, který před více než čtyřmi roky vyvolalo svou plnohodnotnou invazí Rusko.
včera v 16:21

Tak intenzivní otřesy nezasáhly oblast Venezuely sto let

Otřesy, které postihly Venezuelu, jsou podle seismologů silnější, než je v této oblasti obvyklé. Doposud není zcela jasné, proč přesáhly magnitudo 7. Možná šlo o část nějakého doposud neznámého cyklu.
včera v 13:44
Načítání...