Studie několika tuctů galaxií v okruhu několika miliard světelných let od naší vlastní odhalila několik černých děr, které jsou mnohonásobně vyšší, než naše očekávání ohledně toho, jak velké mohou růst. Nejnovější výzkum nám nejen pomáhá lépe porozumět vývoji těchto záhadných astrofyzikálních objektů, ale také nám otevírá nové zajímavé otázky. Například, jak se černé díry tak neuvěřitelně masivní?
Černé díry, které jsou výsledkem hvězdného kolapsu, není třeba zavádět. Slyšeli jsme, že způsobují poruchy v časoprostoru, sledovali jejich „říhání“a dokonce, možná poprvé v historii, budeme moci jednoho z nich letos vidět na vlastní oči. Vědci se velmi zajímají o černé díry, a to je velmi pochopitelný důvod.
"Co jsou to galaxie?" Jsou to „cihly“, které jsou spojeny do celkového obrazu vesmíru. A abychom pochopili, jak se vytvářejí a vyvíjejí, musíme nejprve pochopit, jak fungují černé díry, “říká fyzik Julia Hlavacek-Larrondo z University of Montreal v Kanadě.
Ne, že samotné černé díry tuto práci zjednodušují - je velmi obtížné pochopit, co je nemožné (jak se nám zdá) vidět přímo. Astrofyzici proto hledají další vodítka, která by jim umožnila hlouběji kopat. Jedním ze směrů je hledání spojení mezi hmotami černých děr a galaxiemi, ve kterých jsou umístěny. Kdybychom měli jednoduchý způsob, jak porovnat velikost galaxií s černými dírami v jejich centrech, ušetřilo by nám to podle vědců spoustu času a úsilí studovat první i druhé.
Proto Hlavacek-Larrondo, spojující síly s dalšími vědci z Kanady, Španělska a Velké Británie, provedl studii 72 galaxií umístěných v okruhu 3,5 miliardy světelných let od nás, v naději, že přijde s nějakým obecným vzorcem, který by mohl zjednodušit určování hmotnosti. černé díry v galaktických centrech. Vědci sdíleli svá pozorování v měsíčních sděleních Královské astronomické společnosti.
Aby bylo možné odhadnout velikost samotných černých děr, tým analyzoval rentgenové spektrum unikající z vířivých proudů horkého plynu z akrečních disků černých děr a potom porovnával čísla s celkovým jasem okolní galaxie.
Podle poněkud populární hypotézy, čím větší může být samotná galaxie, tím větší může být černá díra umístěná ve středu - ale v praxi se ukázalo, že vše není tak jednoduché, jak se očekávalo.
"Zjistili jsme, že černé díry mohou být mnohem větší než odhadovaná zákonná velikost," uvedl hlavní autor Mar Mezqua z kosmického vědního institutu ve Španělsku.
Propagační video:
Místo očekávané korelace hmoty a velikosti s jejich galaxiemi vykazovalo množství černých děr mnohem rychlejší růst a nárůst hmotnosti než zbytek prostoru kolem nich. Ukázalo se, že asi 40 procent vyšetřovaných černých děr má hmotnost 10 miliard nebo vícekrát větší než hmotnost Slunce. Zde by však mělo být objasněno, že nebyly zaznamenány žádné hromadné záznamy a prvenství stále patří do černé díry galaxie NGC 4889, jejíž hmotnost odpovídá 21 miliardám solárních hmot. Kromě toho existují podezření, že galaxie S5 0014 + 81, která se nachází ve vzdálenosti 12,1 miliardy světelných let, obsahuje skutečné monstrum s hmotností asi 40 miliard sluncí. Ale tak velký počet superhmotných černých děr vedl vědce k tomu, jak se stávají takovými.
Vědci mají v tomto skóre dva předpoklady: buď se tyto černé díry původně zdály velmi velké, a pak doslova přitahovaly většinu galaxické hmoty kolem nich, nebo existují vážné mezery v našich znalostech o tom, jak galaxie vytvářejí černé díry.
"Jsou tak velcí, protože se takto okamžitě objevili, nebo jim pomohli ideální podmínky, které jim umožnily růst velmi rychle po několik miliard let?" Momentálně nemůžeme na tuto otázku odpovědět, “říká Mezqua.
Odpověď na tuto otázku však může být obsažena v jiné studii zveřejněné v největší online knihovně vědeckých prací arXiv.org a čekající na ověření. V jeho průběhu vědci studovali více než 30 000 galaxií umístěných v okruhu 12,2 miliard světelných let a zjistili, že poměr rychlosti růstu černých děr k rychlosti růstu hvězd se zrychlil s růstem samotných galaxií, ve kterých byly umístěny sledované objekty. Jinými slovy, v galaxiích s velkým počtem hvězd byly černé díry vždy „nenasytné“.
Obecnějším způsobem z těchto studií je to, že existuje spojení mezi tvorbou hvězd a černými dírami a je velmi matoucí. Abychom to lépe pochopili, bude samozřejmě zapotřebí více než tucet dalších studií. Ale jedna věc už je jasná - bez těchto obrů by náš vesmír vypadal úplně jinak.
Nikolay Khizhnyak
