Čeští vědci odhalili černou díru s unikátní hmotností

Vědci z Fyzikálního ústavu Slezské univerzity v Opavě navrhli metodu, kterou lze využít ke zvážení černých děr. Přestože tyto kosmické objekty jsou samy o sobě neviditelné, vědci k zjištění jejich hmotnosti využili specifické záření uvolněné v jejich okolí. Podařilo se jim tak určit hmotnost jedné z dosud nejtěžších pozorovaných černých děr ve vesmíru. ČTK to za Fyzikální ústav řekl Petr Horálek.

Připomněl, že černé díry patří mezi nejznámější, ale zároveň nejméně prostudované objekty ve vesmíru. Jejich skutečná podstata je stále předmětem bádání. Černé díry vznikají zhroucením hvězdného materiálu do malého a nesmírně hustého tělesa, které má mimořádně vysokou hmotnost. Na své okolí podle Horálka působí silným gravitačním polem, což znemožňuje jejich přímé pozorování.

Astrofyzikové se proto k určení vlastností konkrétní černé díry musí zaměřit na chování materiálu v jejím okolí. „Interakce černých děr s tímto materiálem se projevuje velmi specifickým rentgenovým zářením a fyzikové nyní přišli na to, jak je možné z jeho vlastností odhadnout hmotnost černé díry,“ uvedl Horálek.

Podle Kateřiny Klimovičové z Fyzikálního ústavu se pozorováním záření z materiálu nedaleko černých děr opavským vědcům podařilo objevit zajímavý jev, přesnou pravidelnost dávek rentgenového záření.

„Periodicita je to přitom doslova kosmicky rychlá, a to v řádu desítek až stovek hertzů. Představme si, že by toto záření vysílal nějaký otáčející se maják. V takovém případě by se musel za jednu sekundu otočit stokrát. Astrofyzikové porovnali pozorování tohoto jevu u několika lokalizovaných černých děr v naší galaxii a zjistili, že děj způsobující změnu dávek rentgenového záření probíhá velmi blízko černé díry, v oblastech s velmi silným gravitačním polem. Měřením těchto dávek pak lze zjistit vlastnosti samotných děr,“ vysvětlila Klimovičová.

Co je příčinou pravidelných rentgenových záblesků v blízkosti černých děr, vědci zatím nevědí. Tým vědců pod vedením Marka Abramowicze ale jevu využil a pokusil se naměřit hodnoty pravidelných změn rentgenového záření v okolí černých děr v centrech velkých galaxií. „U těchto černých děr byla frekvence výrazně nižší. Řádově v jednotkách minut až hodin. Vědci z pozorování tohoto jevu u různých černých děr navrhli způsob, jak určit jejich hmotnosti,“ doplnila Klimovičová.

Astrofyzikové pak touto metodou určovali hmotnosti několika černých děr. Ty se obvykle rovnaly váze statisíců či milionů Sluncí. Narazili i na jeden váhový unikát. „Změřili jsme frekvenci změny rentgenového záření u aktivního galaktického jádra v souhvězdí Pastýře a byli jsme opravdu překvapeni. Odhad hmotnosti, jehož nepřesnost je dána neznámou vzdáleností pozorovaných rentgenových dávek od černé díry, se pohybuje někde mezi deseti miliony až jednou miliardou hmotností Slunce,“ uvedla Klimovičová. Dodala, že jde o jednu z nejhmotnějších černých děr, kterou se vědcům podařilo zvážit.