Nejstarší černá díra ve vesmíru vznikla 470 miliónů let po velkém třesku

Vzhledem k tomu, že vesmír je starý 13,7 miliardy let, je stáří této černé díry 13,2 miliardy let. Ještě více vědce udivuje, že je 10krát větší než černá díra v naší Mléčné dráze.

Předpokládá se, že její hmotnost se pohybuje od 10 do 100 % hmotnosti všech hvězd v její galaxii, uvedl Akos Bogdan z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, hlavní autor studie publikované v časopise Nature Astronomy. „To je úplně jiná hodnota než u relativně malých černých děr v naší Mléčné dráze a dalších blízkých galaxiích, kde je tento poměr odhadem 0,1 %.“

„Na to, že ve vesmíru existuje takový obr, je prostě opravdu brzy,“ řekla Priyamvada Natarajan z Yaleovy univerzity, která se na článku podílela. Je překvapivé, že tak velká věc se vyskytuje v tak raném vesmíru, a ještě navíc uvnitř galaxie.

Doprovodný článek vyšel v časopise Astrophysical Journal Letters. Jeho spoluautorkou byla i Orsolya Eszter Kovács z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky Masarykovy univerzity.

Vědci se domnívají, že černá díra vznikla z kolosálních oblaků plynu, které se zhroutily v galaxii, která sousedila s jinou plnou hvězd. Obě galaxie se poté spojily a vznikla černá díra. Skutečnost, že ji Chandra detekovala pomocí rentgenového záření, podle Natarajan „bezpochyby potvrzuje, že se jedná o černou díru“. Pomocí rentgenového záření „zachytíte plyn, který je gravitačně vtahován do černé díry, urychluje se a začne zářit v rentgenové oblasti spektra,“ řekla.

Webbův teleskop možná zaznamenal jinou černou díru, která je podle vědců o 29 milionů let starší; tento objev však musí být ještě potvrzen pozorováním v rentgenovém  oboru.

Natarajan očekává, že budou nalezeny další rané černé díry – stále dost vzdálené, i když možná ne tak jako tato. „Předpokládáme, že se ve vesmíru otevře nové okno, a myslím, že toto je první trhlina,“ řekla.

Oba vesmírné teleskopy – Webb a Chandra – použily techniku zvanou gravitační čočkování ke zvětšení oblasti vesmíru, kde se tato galaxie UHZ1 a její černá díra nachází. Dalekohledy pozorovaly záření z mnohem bližší kupy galaxií, vzdálené od Země pouhých 3,2 miliardy světelných let, a využily efekt gravitační čočky. 

Webbův dalekohled byl vypuštěn v roce 2021 do vzdálenosti 1,5 milionu kilometrů a je největší a nejvýkonnější astronomickou observatoří, jaká kdy byla vyslána do vesmíru; vesmír vidí v infračerveném světle. Oproti němu mnohem starší Chandra má rentgenové vidění; na zemskou oběžnou dráhu byla vynesena v roce 1999. „Připadá mi naprosto úžasné, že Chandra dokáže 24 let po svém startu udělat tak úžasné objevy,“ dodal Bogdan.

Autoři ještě dodávají, že kombinace takto vysoké hmotnosti černé díry a tak velkého poměru hmotností černé díry a vlastní galaxie, navíc pouhé půl miliardy let po velkém třesku, byla teoreticky předpovězena a odpovídá představě, že černé díry vznikají zhroucení obřích mračen plynu.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Oldest black hole discovered dating back to 470 million years after the Big Bang – phys.org
[2] NASA telescopes discover record-breaking black hole – phys.org