Jak černé díry daly i braly život galaxiím?

TLDR verze: Černá díra zřejmě nemusí vznikat jenom skrze zhroucení hvězdného jádra. A může, ale i nemusí, být svému okolí prospěšná.

Černý skokan

Daleko za horama, za dolama, nějakých 13 miliard světelných let daleko – a tudíž i v minulosti – leží nedávno objevená, fotbalově pojmenovaná, galaxie CR7. Jde věru o svět z jiných časů. V astroprehistorické éře ležící CR7 ještě neobsahuje prvky jako uhlík nebo kyslík, poněvadž tyto teprve ukovají budoucí hvězdné procesy. Vědátoři se doposud zaměřovali na možnost, že hvězdy CR7 jsou první solární generací. Zároveň je však otázkou i střed této galaxie, jedné z nejstarších objevených vůbec.

Doposud bylo totiž velkou neznámou, jak by se během pouhých 900 milionů let od velkého třesku mohly zrodit supermasivní černé díry jako srdce prvních galaxií. Na spojení černých děr do větších celků je to nelidsky málo času. Stejně tak však i na vytvoření menších černých děr z hvězd. Ostatně, v případě CR7 se první generace hvězd teprve rodí! Existuje však i teze, že černé díry byly (jsou) sto přeskočit hvězdnou mezifázi vzniku – a zrodit se „přímým kolapsem“ houstnoucích flaks mezihvězdného plynu.

Tuší to alespoň Aaron Smith z University of Texas, který se svou partou hic vytvořil počítačovou simulaci testující, jak by mezihvězdná plynová mračna reagovala na radiaci prvních hvězd. Astronomové totiž nejsou schopni vysvětlit pozorování plynu mířícího 580 tisíci kilometry za hodinu pryč od CR7. Podle Smithova modelu by mu ani radiace prvních hvězd neměla dodat takový boost – co by toho však bylo schopné, by byla radiace akreačního disku kolem černé díry hmotné jako 100 tisíc Sluncí.

Mohlo by se tak jednat o první nepřímý náznak, že černá díra je schopna přímého kolapsu a „urychlení“ evoluce spojování hmoty do větších vesmírných formací, která by jinak měla mnohem delšího trvání. Zkrátka a dobře – těmhle budulínkům vděčíme za všecko. Konec dobrý, všecko bodré. Původní zdroj zprávy zde.

Sluší se také dodat, že tzv. primordiální černé díry mohly zřejmě vzniknout i krátce po velkém třesku i bez mlhovin – jenom „nakupením“ hmoty během inflace. Ale to je jiné téma na jiný článek

Foto: Ilustrační

Motory zkázy?

Ne vždy však musí platit, že „černé díry jsou motory vesmíru“. Nyní máme i první přímý důkaz toho, že mohou být i „brzdou“. Nová studie Shelley Wright z UCLA totiž prokázala, že „větry kolem černých děr“ mají dostatečnou sílu k utlumení formování hvězd.

Wright et al. zkoumala kvasar 3C298 vzdálený 9,3 miliard světelných let. Aktivní jádro v zásadě znamená „černá díra + akreční disk“ v jejím okolí, a to na obrovské škále.

Černé díra samotné samozřejmě nic negenerují (snad možná krom Hawkingova záření). Ale jejich gravitace k sobě soustřeďuje hmotu i mimo horizont událostí v  akrečním disku. Právě ten v tom se koncentruje plyn, který se skrze zrychlování a tření zahřívá. U kvasarů na obrovské škále. Právě díky tomu jsou kvasary jedny z nejjasnějších objektů ve vesmíru.

Zároveň však již starší práce naznačovaly, že rychlost a intenzita podobných galaktických hurikánů by mohla naopak „rozfoukávat“ mezihvězdný plyn tvořící nové hvězdy po všech čertech.

Z měření Wright et al. vyplývá, že černá díra byla (minimálně v případě disproporčního kvasaru 3C 298) na svém místě jako první. Teprve postupně se v okolí navrstvila další hmota. Akreční disk v galaxii výrazně snížil hustotu mezihvězdného plynu. Vědátoři tak vlastně nemají ani tušení, jak tu mohly začít vznikat hvězdy. 😀

Je of kóz možné, že postupná konzumace akrečního disku a „vychladnutí“ černé díry by situaci zklidnila. Taktéž se lze dopídit, že merge s jinou galaxií by mohl budoucí formaci obohatit o trochu toho přespolního plynu. Takže by vše ještě mohlo dopadnout v cajku.

Navíc měření jediného kvasaru samozřejmě není statisticky zrovna fortelné. Ukazuje však, že co černé díry mohly dát, to mohly zároveň i brát!

[JRN, LL]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, která připravuje přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze