Černé díry střední velikosti

Nalezení černé díry, s hmotností 500krát převyšující hmotnost Slunce, by mohlo znamenat nové svědectví o dlouho hledaném typu "středních" černých děr. Ty jsou méně hmotné než supermasivní černé díry v jádrech většiny galaxií, ale jsou těžší než menší typy s hmotnostmi pouhých několikanásobků hmotnosti Slunce.

Gravitace černých děr je natolik silná, že nic, ani světlo, se z ní nemůže dostat, pokud překročí tzv. horizont událostí. Právě tato skutečnost znemožňuje astronomům tyto objekty studovat přímo. Nicméně černé díry přitahují obrovské masy plynu a prachu ze sousedních hvězd a plynových mračen, z nichž kolem děr vznikají tzv. akreční disky. Třením složek se disk ohřívá natolik, že vysílá rentgenové záření, které astronomové mohou zachytit a posléze zkoumat.

Astronomové v posledních letech nalezli důkazy pro novou třídu černých děr, které jsou větší než ty vzniklé kolapsem jediné hvězdy, ale stále menší než jejich supermasivní protějšky, které se pyšní hmotnostmi odpovídajícími několika milionům Sluncí. Hmotnosti středních černých děr se pohybují mezi sto až tisícinásobkem hmotnosti Slunce. Nové údaje získané Kaaretem a jeho spolupracovníky domněnku o existenci těchto objektů podporují.

Tým k závěru přivedlo zkoumání rentgenového záření pocházejícího z oblasti kolem černé díry v galaxii M82. Záření se opakovaně zesilovalo a zeslabovalo každých 62 dní, z čehož plyne, že sousední hvězda s touto periodou obíhá černou díru. Doba trvání oběhu také naznačuje, že černá díra saje plyn z vnějších vrstev hvězdy.

A co víc, hvězda musí být obrem nebo veleobrem - nachází se tedy v konečné fázi životní poutě, kdy v důsledku úbytku paliva, kterým byl po dlouhou dobu vodík, se do jejího "kotle" dostává helium, uhlík, kyslík a křemík. Spalování vodíku, které probíhalo v centru hvězdy, se postupně dostalo až do horních vrstev, díky čemuž objem hvězdy vzrostl. Důvodem, proč si vědci myslí, že hvězda musí být tohoto typu, je, že pouze obr nebo veleobr může okolí zásobovat takovým množstvím látky, aby mohlo zářit tak, jak pozorovali astronomové.

Nové výsledky mohou pomoci objasnit, jak středně hmotné černé díry vznikají a jak se vyvíjejí. Podle iowských fyziků černá díra v galaxii M82 vznikla v hvězdokupě skládající se z milionů hvězd napěchovaných do prostoru, jenž měl jen 100 světelných let v průměru. Z teorie plyne, že srážky mezi jednotlivými hvězdami v takto přehuštěném prostředí vytvořily hvězdného obra s krátkou životností, který se posléze zhroutil do střední černé díry s hmotností okolo tisíce Sluncí.

Tato černá díra si pak "lapila" jinou blízkou hvězdu, jejíž hmotu nyní "požírá". "Černou díru nyní pozorujeme coby extrémně zářivý zdroj rentgenových paprsků, neboť hvězdná společnice se nafoukla a černou díru krmí," říká Kaaret.