Černá díra v kulové hvězdokupě
Kulové hvězdokupy jsou poměrně husté skupiny tvořené několika tisíci až milióny velmi starých hvězd. Proto mnoho vědců pochybuje, že černé díry by v takovém prostředí mohly přežít.
Počítačové modely ukázaly, že nově vzniklá černá díra by nejprve "spadla" do středu kulové hvězdokupy, ale pak by byla velmi rychle gravitačním prakem katapultována ven z kulové hvězdokupy. Pokud by se ovšem černá díry stala součástí binárního systému, ve kterém druhou složku tvoří normální hvězda, má šanci se uvnitř hvězdokupy nejen udržet, ale i růst, protože by ze svého souputníka odsávala hmotu.
Nové objevy poskytují první přesvědčivý důkaz, že černá díra by mohla v kulových hvězdokupách nejen přežít, ale i růst a vyvíjet se. Nejvíce astronomy udivilo, jak rychle byla černá díra nalezena.
"Byli jsme připravit na dlouhé, systematické prohlížení tisíců kulových hvězdokup s nadějí, že najdeme alespoň jednu černou díru," řekl Maccarone. "Ale bingo, my jsme jednu našli hned, jak jsme začali pátrat. Byla to teprve druhá kulová hvězdokupa, na kterou jsme se podívali."
Hledání bude pokračovat, aby jich nalezli co nejvíce. Přestože stačí ještě jedna, aby se vyřešila desetiletí trvající diskuse o černých dírách a kulových hvězdokupách.
Podle astronomů existují dvě hlavní třídy černých děr. Superhmotné černé díry (patří sem i kvasary), jejichž hmotnost je od miliónů do miliard hmotností Slunce a nacházejí se v jádrech většiny galaxií, včetně naší Mléčné dráhy. Černé díry hvězdných velikostí (asi 10 hmotností Slunce) vznikly zhroucením jádra hmotných hvězd. Naše Galaxie pravděpodobně obsahuje milióny těchto černých děr.
Díry jsou, samozřejmě, neviditelné. Ale oblast kolem nich může pravidelně zářit. Plyn, dopadající do černé díry, se zahřívá na extrémně vysoké teploty a jasně září. A to zejména v rentgenovém oboru spektra. Tým vedený Maccaronem našel jednu takovou černou díru ve vzdálenosti 50 miliónů sv.l. v kulové hvězdokupě v galaxii NGC 4472 (M49), která patří do kupy galaxií v Panně (Virgo). Kulové hvězdokupy se nacházejí na okraji galaxií (galaktické halo). V naší Mléčné dráze se nachází asi 200 kulových hvězdokup, v jiné galaxiích jich může být až několik tisíc.
Rentgenový satelit XMM-Newton je neobyčejně citlivý na změny intenzity záření rentgenového zdroje a efektivně může prohledávat rozsáhlé oblasti oblohy. Vědecký tým také používaná data z rentgenové observatoře Chandra (NASA), který má skvělé úhlové rozlišení při určování polohy zdroje rentgenového záření. To umožňuje ztotožnit zdroje rentgenového záření s optickými pozorováními a prokázat, že se černá díra skutečně nachází uvnitř kulové hvězdokupy.
Detaily objevené v rentgenovém záření z XMM-Newton ukazují, že objekt je příliš jasný a proměnlivý. To naznačuje, že se možná nejedná o černou díru, ale tzv. ultra-zářivý zdroj rentgenového záření ULX (Ultraluminous X-ray object). Intenzita rentgenového záření těchto objektů převyšuje tzv. Eddingtonovu mez pro černou díru hvězdného typu, kdy tlak rentgenového záření vyrovnává obrovskou gravitační sílu černé díry. Objekty ULX by mohly být černými dírami střední velikosti (od 10 hmotností Slunce až po milióny a miliardy hmotností Slunce u kvasarů). Tyto černé díry by tak mohly být chybějícím článkem mezi černými dírami, které vznikly zhroucením hmotných hvězd a těmi obřími v centrech galaxií.
Taková černá díra může získat dostatečnou hmotnost během splývání s podobnými černými dírami hvězdných velikostí nebo nasáváním mezihvězdného plynu z hvězdokupy. Ke vzniku černé díry v kulové hvězdokupě by mohl stačit materiál odpovídající 100 Sluncím. Takhle by mohly vzniknout i objekty nazývané IMBH (intermediální černé díry - intermediate mass black holes) o hmotnosti kolem tisíce Sluncí.
"Jestliže je černá díra dostatečně hmotná, má velkou šanci přežít tlaky panující v kulové hvězdokupě dokud jako příliš těžká nebude "vykopnuta" ven," řekl Arunav Kundu (Michigan State University). "A to je na tomto objevu nejzajímavější. Možná můžeme pozorovat, jak černá díra narůstá, stává se součástí hvězdokupy a pak růste ještě více."
A. Kundu ještě dodává, že je mnoho dalších způsobů, jak může vzniknout ULX i bez přítomnosti černých děr střední velikosti. Zejména pokud je směr světla jiný než směr, z něhož přichází plyn. Intenzita světla může být při cestě k nám zesílena odrazem. Je to podobné jako v signální lampě, kdy se světlo žárovky odráží od malého zrcátka a pak je v určitém směru jasnější než ve skutečnosti.
Další výzkum pomůže určit, zda je tento objekt opravdu černá díra hvězdné velikosti, která nasává plyn neobvyklým způsobem, umožňující velmi jasně zářit, nebo IMBH. Tým, jehož členy jsou i Stephen E. Zepf (Michigan State University) a Katherine L. Rhodeová (Wesleyan University, Middletown, Connecticut) bude analyzovat data asi 1000 dalších kulových hvězdokup. Chtějí zjistit nakolik je tento jev ve vesmíru běžný.
Zdroj: spaceflightnow.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
