Astronomové objevili 83 supermasivních černých děr z doby, kdy byl vesmír ještě v kolébce

Mezinárodní vědecký tým našel 83 kvasarů, v jejichž jádrech se nachází obří černé díry. Pocházejí z doby, kdy byl vesmír ještě nesmírně mladý a měl jen něco přes miliardu let.

Vizualizace černé díry
Zdroj: Yoshiki Matsuoka

„Je pozoruhodné, že tak masivní a husté objekty se mohly zformovat tak brzy po Velkém třesku,“ komentoval objev profesor Michael Strauss, který je spoluautorem práce. „Pro dnešní kosmologické modely je pochopení toho, jak tyto černé díry vznikaly i jak jsou časté, nesmírně obtížné.“

Objev zvyšuje množství černých děr, o nichž v době mládí vesmíru věda ví. A také odhaluje, úplně poprvé, jak časté v tomto období byly. Astronomům výsledky ukazují, jaký vliv mohly mít na objekty i plyn v jejich okolí v době, kdy měl vesmír první miliardu let.

Tajemství jménem černá díra

Supermasivní černé díry, které se nacházejí ve středu galaxií, mohou být milionkrát až miliardkrát hmotnější, než je Slunce. Dnes jich sice existuje zřejmě velké množství, ale zatím není moc jasné, kdy se poprvé zformovaly, ani kolik jich existovalo v dobách, kdy byl vesmír mladý.

Normálně jsou černé díry neviditelné, pohlcují totiž všechny částice v okolí. Když ale do supermasivní černé díry padá hmota, vzniká při tom takzvaný akreční disk, který se třením hmoty silně zahřívá. Tato hmota se zbavuje energie zářením – výsledkem je velmi jasný světelný objekt, jemuž se říká kvasar. V současné době známe přibližně 200 tisíc kvasarů.

Věda zatím ale byla schopná zkoumat jen ty nejzářivější z nich, které představují ty nejmasivnější černé díry; nyní se ale astronomové zaměřili na ty slabší. K výzkumu využili data z přístroje Hyper Suprime-Cam, který je součástí dalekohledu Subaru na vrcholku hory Mauna Kea na Hawaji. Tento přístroj je schopný sledovat velkou část oblohy, proto mohl zkoumat značné množství zdrojů.

Když byl vesmír mladíkem

Během pěti let takto zkoumali oblohu po tři sta dní. Výsledkem je objev 83 dříve neznámých velmi vzdálených (a tedy velmi starých) kvasarů. Protože ve zkoumané oblasti již dříve našli 17 objektů stejného typu, byli schopní spočítat, jako jsou tyto černé díry pravděpodobné.

Vyšlo jim, že ve vesmíru je v každém krychlovém giga-světelném roku (9,46x1018 km) jedna supermasivní černá díra. Jinými slovy: kdyby se rozkrájel vesmír do kostek, jejichž strana by byla dlouhá miliardu světelných let (světelný rok je jednotka délky, kterou urazí světlo za rok), tak v každé kostce najdete jednu supermasivní černou díru.

Vzorek kvasarů v této studii je od Země vzdálený přibližně 13 miliard světelných let, tedy je člověk pozoruje v podobě, v jaké existovaly před 13 miliardami lety. Protože k Velkému třesku došlo před asi 13,8 miliardy lety, jedná se vlastně o pohled do velmi vzdálené minulosti – do doby, kdy vesmíru bylo pouhých 800 milionů let.