Astronomové našli chybějící článek v evoluci největších černých děr

TLDR: Jak mohly tak rychle vzniknout gigantické kvasary a supermasivní černodíry? Víc nám o tom říká objev singularity vzniklé už 850 milionů let po Velkém třesku. Studie tuna.

Velikáni dávných dob

I když máte z pohledu na noční oblohu možná pocit, že vesmír je oázou klidu, realita nemůže být odlišnější! Zvláště po svém vzniku byl vesmír plný divokých kopulací plynu, prachu a černých děr, které mu daly jeho dnešní podobu! A nyní nová studie, využívající Hubbleova šmírováku, možná odhalila chybějící článek v evoluci universa!

Nečekejte zázraky, oněch chybějících článků je totiž hned několik – nejznámějším jsou střední díry, které nám po čertech často scházejí (byť nějaké známe). A to ačkoliv by logicky v raném vesmíru měly existovat, než se spojí do supermasivních černoděr. Řeč bude dnes namísto nich o jiném chybějícím dílu, totiž o kvasarech a tzv. hvězdotvorných galaxiích (také známy jako starburst galaxies), pojďme si je tedy od sebe odlišit.

Kvasary dost možná znáte… Nejen jako pivo, ale také jako enormně zářící kosmické objekty. Dokonce jde objekty ve vesmíru vůbec nejzářivější. Nesvítí však vlastním světlem – všeobecně se má za to, že v nitru kvasarů jsou velké černé díry dávných galaxií, a svítící část je gigantický akreční disk plynu a prachu, který se v rotaci kolem černodíry třením a díky magnetickým interakcím zahřívá.

Starburstující galaxie je v této evoluci považována za jakéhosi předskokana kvasaru – jde o galaxie, kde velmi rychle vzniká velké množství hvězd, typicky vlivem toho, že zdejší plyn v nedávné době něco uvedlo do pohybu. Na jev tak obvykle dochází po spojení dvou různých galaxií. To ale platí pro dnešní stav vesmíru – a jeho rané fázi mohly hvězdotvorné procesy v rodících se galaxiích vznikat „samovolně“ jednoduše tím, že ve vesmíru bylo tehdy plynu mnohem víc, a víc se tu vířil…

A vědátoři z NASA něco takového možná právě odhalili!

Jedna díra vedle druhé

Seznamte se s objektem GNz7q, který existoval ve vesmíru jen 750 milionů let po Velkém třesku (což je cca. 13 miliard let v minulosti ode dneška). GNz7q je skoro zcela jistě černou dírou o hmotnosti cca. 20 miliard Sluncí – z čehož lze vzhledem k hmotnosti prachového disku usuzovat, že uprostřed objektu je černá díra o hmotnosti cca. 10 milionů Sluncí. Celý tento kolos se přitom nachází uvnitř hvězdotvorné galaxie! Ale moment, není tohle ta střední váhová kategorie černoděr?

Inu, tak trochu ano – ale tak trochu ne. S určitou perspektivou lze tohoto budulínka skutečně označit za chybějící střední váhovou třídu černých děr – ale jenom s přivřením očí, uší a dalších otvorů. Za supermasivní černou díru se totiž považují černé díry vážící už 100 tisíc hmot Sluncí – a třeba Sagittarius A*, černá díra v centru naší galaxie, má méně než 4 miliony násobků Sluncí. Takže černá díra v nitru GNz7q je ve skutečnosti víc jak dvakrát těžší než náš její ekvivalent. Není to tak, že by měla stovky nebo tisíce hmotností Slunce, má mnohem, mnohem víc

Není kvasar jako kvasar! Zdroj: NASA, ESA, Černá hora, vlastní
Není kvasar jako kvasar! Zdroj: NASA, ESA, Černá hora, vlastní

Ale! Sagittarius A* je zároveň mezi supermasivními černými dírami ve skutečnosti dost střízlík. U skutečně ultramegamassivních černoděr může jít hmota do miliard násobků hmotností Slunce. A tak třeba černodíra v nitru Messier 87 má hmotnosti zhruba 6,5 miliardy Sluncí!

A právě nějak tak jako M87 nejspíše dopadly i mnohá nitra kvasarů, která polykala plyn a prach v enormním množství. Centrum GNz7q je tak sice hmotnější než naše černodíra Sagittarius A* – ale v budoucnu nejspíše naroste do mnohem, mnohem větších rozměrů díky prachu a plynu, který spolyká z okolí své hvězdotvorné galaxie. Doroste třeba i do chlapáka, jako je Messier 87. A to z GNz7q činí svým způsobem vlastně prcka mezi nejtěžší váhovou kategorii, alespoň pokud budeme jako horní hranici brát hmotnost jednotek miliard Sluncí…

Vzhůru nazpět

Neříká nám to bohužel nic moc o „skutečné“ střední váhové třídě černoděr, která váží „jenom“ stovky až tisíce násobků Sluncí. Tato třída by měla ve vesmíru rozhodně také existovat, ale její zástupce vidíme podezřele málo. Ale o tom si víc povíme až jindy – dnes, s vědomím, že v centrech galaxií jsou hmotnostní škály někde trochu jinde, jsme moudřejší alespoň ohledně jejich evoluce.

Zdá se tak, že to, co vidíme v relativně hubené GNz7q, bude mít za pár stovek milionů let podobu několikařádově těžšího i zářivějšího kvasaru, mezi čímž jeho okolní hvezdotvorná galaxie zklidní hormon. Ukazuje nám to proto možná další střípek skládačky, jak se vesmír ze své bujaré, rozhýřené fáze postupně uklidňoval do dnešní podoby!

Autoři studie mimochodem dodávají, že GNz7q je objekt z relativně dobře prozkoumané části oblohy – a přesto nám doposud furt unikal. Jakmile si tak protře ospalky Webbův teleskop, nejspíše budou dílky tohoto kosmického puzzle přibývat rapidním způsobem – a naše poznání minulosti univerza spolu s nimi.

[Ladislav Loukota, Jan Tomáštík]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Reklama