Štúdia niekoľkých desiatok galaxií v okruhu niekoľkých miliárd svetelných rokov od našej vlastnej odhalila niekoľko čiernych dier, ktoré mnohokrát presahujú naše očakávania o tom, ako veľké môžu rásť. Najnovší výskum nám nielen pomáha lepšie porozumieť vývoju týchto záhadných astrofyzikálnych objektov, ale otvára nám aj nové zaujímavé otázky. Ako napríklad získajú čierne diery tak neuveriteľne veľké množstvo?
Čierne diery, ktoré sú výsledkom hviezdneho kolapsu, nie sú potrebné. Počuli sme, že spôsobujú poruchy časopriestoru, sledovali ich „grganie“a dokonca, možno prvýkrát v histórii, budeme môcť jeden z nich vidieť na vlastné oči tento rok. Vedci sa veľmi zaujímajú o čierne diery a je to zrozumiteľným dôvodom.
„Čo sú to galaxie? Sú to „tehly“, ktoré sa spájajú do celkového obrazu Vesmíru. A aby sme pochopili, ako sa formujú a vyvíjajú, musíme najprv pochopiť, ako čierne diery fungujú, “hovorí fyzik Julia Hlavacek-Larrondo z University of Montreal v Kanade.
Nie, že samotné čierne diery túto prácu zjednodušujú - je veľmi ťažké pochopiť, čo je nemožné (ako sa nám zdá) vidieť priamo. Astrofyzici preto hľadajú ďalšie stopy, ktoré by im umožnili hlbšie kopať. Jedným zo smerov je hľadanie spojenia medzi hmotami čiernych dier a galaxiami, v ktorých sa nachádzajú. Keby sme mali jednoduchý spôsob, ako porovnať veľkosť galaxií s čiernymi dierami v ich centrách, potom by nám to podľa vedcov ušetrilo veľa času a úsilia pri štúdiu prvého aj druhého.
Preto Hlavacek-Larrondo, spájajúci sily s inými vedcami z Kanady, Španielska a Veľkej Británie, uskutočnil štúdiu 72 galaxií nachádzajúcich sa v okruhu 3,5 miliardy svetelných rokov od nás, v nádeji, že príde s nejakým všeobecným vzorcom, ktorý by mohol zjednodušiť určovanie hmotnosti. čierne diery v galaktických centrách. Vedci zdieľali svoje pozorovania v mesačných oznámeniach Kráľovskej astronomickej spoločnosti.
Na odhadnutie veľkosti čiernych dier samotný tím analyzoval röntgenové spektrum unikajúce z vírivých prúdov horúceho plynu z akrečných diskov čiernych dier a potom porovnal čísla s celkovým jasom okolitej galaxie.
Podľa dosť populárnej hypotézy, čím väčšia je samotná galaxia, tým väčšia je samotná čierna diera umiestnená v jej strede - ale v praxi sa ukázalo, že všetko nie je také jednoduché, ako sa očakávalo.
"Zistili sme, že čierne diery môžu byť oveľa väčšie ako odhadovaná zákonná veľkosť," uviedol hlavný autor Mar Mezqua z Vesmírneho vedeckého inštitútu v Španielsku.
Propagačné video:
Namiesto očakávanej korelácie hmoty a veľkosti s ich galaxiami vykazovalo množstvo čiernych dier oveľa rýchlejší rast a nárast hmotnosti ako zvyšok priestoru okolo nich. Ukázalo sa, že asi 40 percent skúmaných čiernych dier má hmotnosť 10 miliárd alebo viacnásobok hmotnosti Slnka. Tu by sa však malo objasniť, že neboli zaznamenané žiadne hromadné záznamy a prvenstvo stále patrí k čiernej diere galaxie NGC 4889, ktorej hmotnosť zodpovedá 21 miliardám slnečných hmôt. Okrem toho existujú podozrenia, že galaxia S5 0014 + 81, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 12,1 miliárd svetelných rokov, obsahuje skutočné monštrum s hmotnosťou asi 40 miliárd Slnka. Napriek tomu však taký veľký počet supermasívnych čiernych dier prinútil vedcov k tomu, aby sa vedeli, ako sa takými stanú.
Vedci majú dve teórie: buď sa tieto čierne diery pôvodne javili ako veľmi veľké a potom doslova pritiahli väčšinu hmoty galaxie okolo nich, alebo existujú vážne medzery v našich vedomostiach o tom, ako galaxie produkujú čierne diery.
„Sú takí veľkí, pretože sa takto okamžite objavili, alebo im pomohli ideálne podmienky, ktoré im umožnili veľmi rýchlo rásť niekoľko miliárd rokov? Momentálne nemôžeme na túto otázku odpovedať, “hovorí Mezqua.
Odpoveď na túto otázku však môže byť obsiahnutá v inej štúdii uverejnenej v najväčšej online knižnici vedeckých prác arXiv.org a čakajúcej na overenie. Vo svojom priebehu vedci študovali viac ako 30 000 galaxií nachádzajúcich sa v okruhu 12,2 miliárd svetelných rokov a zistili, že pomer rýchlosti rastu čiernych dier k rýchlosti rastu hviezd sa zrýchľoval s rastom samotných galaxií, v ktorých boli umiestnené študované objekty. Inými slovami, v galaxiách s veľkým počtom hviezd boli čierne diery vždy „vlhké“.
Zovšeobecnenejší prístup k týmto štúdiám spočíva v tom, že medzi vznikom hviezd a čiernymi dierami skutočne existuje spojenie a je to veľmi mätúce. Na lepšie pochopenie bude samozrejme potrebných viac ako tucet ďalších štúdií. Jedna vec je však už jasná - bez týchto gigantov by náš vesmír vyzeral úplne inak.
Nikolay Khizhnyak