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

Německé letiště se potýká s malárií

Dosavadní dopad ohniska malárie, které se objevilo na frankfurtském letišti v Německu, čítá šest nakažených a dva mrtvé. Epidemiologové se pokoušejí přijít na to, jak se nákaza na místě rozšířila.
před 34 mminutami

Ruští vyděrači obelhali agenta AI. Ten pro ně napadl několik firem

Varování expertů na internetovou bezpečnost se vyplnila. Agentura Reuters popsala, jak skupina rusky hovořících zločinců zneužila komerčně dostupný model agentské umělé inteligence (AI) k útoku na řadu zahraničních společností.
před 3 hhodinami

Letošní hurikánová sezona je zatím bez hurikánů. Meteorolog vysvětluje proč

Tropický Atlantik je na konci srpna nezvykle klidný. Od začátku letošní hurikánové sezony se v něm vytvořily pouze tři pojmenované tropické bouře – Arthur, Bertha a Cristobal – a ani jedna z nich nedosáhla síly hurikánu. Z hlediska celkové energie tropických cyklon je letošní začátek sezony dokonce nejslabší za téměř čtyři desetiletí. Přitom zrovna přichází období, kdy by měl tropický Atlantik začít naopak naplno ožívat. Co se v Atlantiku letos děje?
před 4 hhodinami

Podívejte se na fotky částečného zatmění Měsíce

Na noční obloze nad značnou částí Evropy se v pátek nad ránem dalo pozorovat téměř úplné zatmění Měsíce. K tomuto jevu dochází, když se Země ocitne mezi Sluncem a Měsícem a vrhá svůj stín na Měsíc.
před 6 hhodinami

Ve Španělsku ukradli druhý největší pravěký zlatý poklad Evropy

Na jihovýchodě Španělska v regionu Valencie ve čtvrtek časně ráno zloději ukradli soubor artefaktů považovaných za jednu z nejcennějších sbírek zlatých předmětů z doby bronzové v Evropě, informuje agentura AFP a místní média. Zatím není zcela jasné, jak velkou část tohoto takzvaného Pokladu z Villeny zloději ukradli.
před 23 hhodinami

Katastrofu v Nepálu způsobil kolaps ledovce, přispěla i změna klimatu

Hlavní příčinou ničivé povodňové vlny, která v Nepálu připravila o život stovky lidí, je kolaps ledovce, na který se zřítil obrovský skalní masiv. Záchranáři dál pátrají po pohřešovaných, mezi nimiž jsou občané více než třiceti zemí.
před 23 hhodinami

Proč jsou alpské sesuvy stále intenzivnější a nepředvídatelnější

Vysoko v horách může náhlý liják během několika minut proměnit klidný svah nebo údolí v bouřlivou řeku bahna a kamenů. A podle předpovědí budou tyto intenzivní lijáky stále častější. Ředitel nového švýcarského výzkumného ústavu zabývajícího se horskými riziky hovořil s portálem Swissinfo o tom, jak klimatická krize mění povahu rizik v Alpách.
včera v 15:10

Archeologové poprvé popsali případ člověka rozdrceného trebuchetem

Lékařská analýza napovídala, že muže, jehož tělo se našlo pod skotskou kaplí, přejel vlak. Protože ale tento voják zemřel roku 1304, museli hledat jiné vysvětlení.
včera v 14:30

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.