Supermasivní černé díry doslova sviští vesmírem
Autor: Ricarte et al, 2021
Na připojeném obrázku je momentka z počítačové simulace ROMULUS ukazující středně hmotnou galaxii, její jasný centrální region se supermasivní černou dírou a polohy (a rychlosti) „toulajících se“ supermasivních černých děr (ty nepřipoutané k jádru; úsečka 10 kpc odpovídá vzdálenosti přibližně 31 000 světelných roků). Simulace studovala vývoj a četnost toulavých supermasivních černých děr – ty v raném vesmíru obsahovaly většinu hmoty soustředěné v černých dírách.
Každá velmi hmotná galaxie hostí podle předpokladu supermasivní černou díru – supermassive black hole (SMBH) ve svém centru. Její hmotnost je úměrná mj. hmotností vnitřního regionu galaxie – pravděpodobně proto, že SMBH rostou a vyvíjejí se, jak roste samotná galaxie v důsledku splynutí s dalšími galaxiemi a pádu materiálu z mezigalaktického prostředí. Když materiál uskuteční svoji cestu do galaktického centra a dopadá na SMBH, vytváří se aktivní galaktické jádro – active galactic nucleus (AGN); výtrysk nebo jiný vliv AGN pak funguje rušivě a potlačuje vznik hvězd v galaxii. Současné kosmologické simulace nyní komplexně sledují vznik hvězd a růst SMBH v galaxiích z období raného vesmíru až po současnost a potvrzují tyto představy.
Ze slučovacího procesu přirozeně vyplývá, že některé SMBH jsou poněkud v nepoměru vůči jádru zvětšené galaxie. Cesta k jediné SMBH vzniklé spojením je složitá. Občas vznikají binární SMBH, které teprve postupně splynou v jeden objekt. Při tomto procesu může být vyprodukována prokazatelná emise gravitačních vln. Nicméně proces splynutí se může občas zastavit nebo být přerušen, což je jedna z klíčových záhad pro pochopení vývoje SMBH. Nové kosmologické simulace v programu ROMULUS předpovídají, že dokonce i po miliardách roků vývoje se některé SMBH nespojují s jádrem, ale končí místo toho blouděním skrz galaxii.
Angelo Ricarte, astronom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) a vedoucí týmu spolupracovníků, popsal takové cestování černých děr. Na základě simulací v programu ROMULUS astronomové zjistili, že v současném vesmíru (jehož stáří je zhruba 13,7 miliardy roků od Velkého třesku), zhruba 10 % hmotnosti obsažené v černých dírách by mohlo cestovat prostorem. V raném věku vesmíru, dvě miliardy roků po Velkém třesku nebo dříve, mohlo být toto putování ještě důležitější a obsahovalo většinu hmoty v černých dírách. Astronomové totiž zjistili, že v těchto raných epochách tyto „tulácké“ supermasivní černé díry rovněž vytvářely většinu záření přicházející z populace SMBH. V souvisejícím článku astronomové zkoumají známky putování populace SMBH.
Zdroje a doporučené odkazy:
[1] scitechdaily.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí
O autorovi
František Martinek
Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.
