Černé díry jsou některé z nejzajímavějších jevů ve vesmíru. Pokud chcete vědět, co to je, přečtěte si tento příspěvek: Co je černá díra? A teď se učíme něco nového a zajímavého o černých dírách a zákonech vesmíru.
Černé díry ve středu galaxií jsou také známé jako supermasivní černé díry. Černé díry se tvoří, když hvězda s hmotností nejméně 5krát hmotnější než Slunce dojde z paliva a kvůli gravitačnímu zhroucení padá do sebe a vytvoří černou díru. Supermasivní černé díry mohou obsahovat stovky milionů hvězdných hmot, jako je naše Slunce.
Astronomové jsou nyní docela přesvědčeni, že tyto superhmotné černé díry jsou ve středu téměř každé galaxie ve vesmíru. Navíc hmotnost těchto černých děr nějak souvisí s hmotou zbytku galaxie. Tvoří se v těsném vzájemném kontaktu.
Skupina vědců ze Spojených států, Německa a Španělska zjistila, že superhmotné černé díry zastavují tvorbu hvězd, které se vyskytují ve velkých galaxiích.
U mladých galaxií se nové hvězdy objevují velmi rychle, ale jakmile se galaxie úplně vytvoří, tento proces se zastaví. To je ovlivněno supermasivní černou dírou, která je ve středu každé velké galaxie a která je miliónkrát větší než Slunce. Má gravitační účinky na hvězdy v galaxii a někdy zesiluje záření z aktivního jádra galaxie. Vědci se domnívají, že tato energie vypne tvorbu hvězd, zahřívání a rozptylování plynu, který se po ochlazení změní na hvězdu.
Autoři studovali obrovské galaxie, kde již byla změřena hmotnost centrální černé díry. Aby vědci pochopili, jak se tyto galaxie vyvíjely, analyzovali vědci své emisní spektrum pomocí Hobby-Eberleyho dalekohledu. Při porovnání výsledků autoři viděli, že procesy formování galaxií se středními černými dírami různých hmot jsou velmi odlišné. Astronomové zjistili, že tyto rozdíly souvisely pouze s hmotností černé díry, a nikoli s velikostí galaxie nebo její morfologií.
Propagační video:
V galaxiích stejné hmotnosti, ale s různými hmotami jejich středních černých děr, proces formování hvězd skončil dříve, kde byly černé díry masivnější, a naopak. To znamená, že vzhled hvězd v galaxiích s nižší hmotou centrálních černých děr trval déle, “- řekl Ignazio Martin-Navarro, PhD z fyziky a matematiky, na University of California v Santa Cruz.
Autoři poznamenávají, že dříve nebylo možné dosáhnout takových výsledků, protože doba průběhu všech procesů je velmi odlišná: hvězdy se mohou tvořit po stovky milionů let, zatímco uvolňování energie z aktivního galaktického jádra může nastat v kratším čase. Taková jádra se od sebe liší a jejich vlastnosti závisí na mnoha faktorech: velikost černé díry, úroveň narůstání materiálu padajícího na černou díru a mnoho dalších.
Černé díry bez hvězd
Supermasivní černé díry se nacházejí ve středu mnoha galaxií. S pomocí procesů, které se vyskytují v jejich blízkosti: tvorbou akrečního disku z přitahované hmoty a relativistických proudů plazmatických trysek, lze vysvětlit například nejsilnější záření kvasarů. V posledním desetiletí byly objeveny supermasivní černé díry, z nichž mnohé jsou miliardykrát masivnější než Slunce, s velkými dopplerovskými červenými posuny. To znamená, že existovaly v našem vesmíru pouze 800 milionů let po Velkém třesku.
Moderní astrofyzika se však domnívá, že v důsledku vývoje hvězd vznikají černé díry, když se v poslední fázi zbytek masivní hvězdy, která ztratila své termonukleární palivo, smrští, zhroutí do malého těla s monstrózní gravitací. Pak mohou růst a absorbovat okolní hmotu. Přítomnost takových mladých a velmi masivních černých děr zpochybňuje takový scénář formace, protože tehdy ještě nebylo dost hvězd, které prošly celou evoluční cestou.
Astrofyzici na Západní univerzitě v Kanadě vyvinuli teorii vzniku supermasivních černých děr v ranném vesmíru v důsledku přímého kolapsu hmoty bez tvorby hvězd. Napsali o tom v Astrophysical Journal Letters.
Podle jejich názoru v raném vesmíru existovalo krátké období, kdy se mohly supermasivní černé díry rychle tvořit a růst bez předběžné tvorby hvězdy, jednoduše přitahovat okolní plazmu do primární sraženiny - „zárodek“. Poté v tomto okamžiku změněné podmínky tento proces zastavily. V tomto případě se černé díry vytvářejí velmi rychle v extrémně krátkém časovém intervalu. Scénář takového „přímého kolapsu“má za následek, že počáteční hmotnosti černých děr jsou mnohem větší než ve standardním scénáři „hvězdných zbytků“.
Takový scénář vytváření supermasivních černých děr umožňuje vysvětlit jejich existenci a obrovské masy již ve velmi rané fázi vývoje našeho vesmíru.