Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Supermasivní černé díry mohly vzniknout z temné hmoty

Supermasivní černé díry mohly vzniknout z temné hmoty

Halo galaxie může obklopovat velmi husté jádro temné hmoty, která může potenciálně napodobovat efekty centrální černé díry
Autor: Sci-News.com

Teoretičtí fyzikové z Itálie, Španělska a Argentiny navrhli nový mechanismus pro vytvoření supermasivních černých děr (neboli veleděr) z temné hmoty. Standardní modely vzniku vyžadují normální baryonickou hmotu smršťující se v důsledku působení gravitace do podoby černých děr, které následně v průběhu času zvětšují svůj rozměr nabíráním další hmoty.

Nová teoretická studie navrhuje neobvyklý mechanismus pro vytvoření supermasivní černé díry z temné hmoty. Mezinárodní tým astronomů zjistil, že spíše než obvyklý scénář utváření zahrnující obyčejnou hmotu, mohou supermasivní černé díry místo toho vznikat v regionech s vysokou hustotou temné hmoty v centrech galaxií.

Zjištění, jak supermasivní černé díry původně vznikaly, je dodnes jedním z největších problémů výzkumu vývoje galaxií. Tyto tzv. veledíry byly pozorovány již v období 800 miliónů roků po Velkém třesku. Jak mohly vyrůst tak rychle, zůstává doposud neobjasněnou záhadou.

Supermasivní černá díra v naší Galaxii má hmotnost asi 4 milióny hmotností Slunce, zatímco ty největší dosahují hmotností až v řádu desítek miliard Sluncí. Nejhmotnější supermasivní černá díra má odhadovanou hmotnost zhruba 70 miliard Sluncí.

Vědecký tým, jehož vedoucím byl Carlos Argüelles z Universidad Nacional de La Plata and ICRANet, zkoumal potenciál existence stabilního galaktického jádra, tvořeného temnou hmotou a obklopeného zředěnou temnou hmotou v podobě halo. Dospěli k závěru, že centra těchto struktur by mohla být tak koncentrovaná, že by zkolabovala do podoby supermasivních černých děr.

To se může stát mnohonásobně rychleji, než u jiných navrhovaných mechanismů vzniku, což by  umožnilo vznik supermasivních černých děr v raném vesmíru ještě před tím, než se v něm zabydlely první hvězdy a galaxie, na rozdíl od současných představ.

Tento nový scénář vzniku může nabídnout přirozené vysvětlení pro to, jak se supermasivní černé díry zformovaly v raném vesmíru, bez požadovaného vzniku dřívějších hvězd nebo potřeby zárodků černých děr s nereálnou rychlostí zvětšování,“ říká Carlos Argüelles.

Z nového modelu vyplývá další zajímavý důsledek – rozhodující množství hmoty potřebné pro kolaps do podoby černé díry by nemohlo být dosaženo pro menší halo z temné hmoty, například takové, jaké obklopuje některé trpasličí galaxie.

Astronomové se domnívají, že to kromě toho může představovat menší trpasličí galaxie s jádrem centrální temné hmoty, spíše než očekávaná černá díra. Takové jádro temné hmoty by mohlo stále ještě vykazovat gravitační příznaky obvyklých centrálních černých děr, zatímco temná hmota vnějšího halo by mohla také vysvětlit pozorované rotační křivky galaxií.

Tento model ukazuje, jak by mohlo halo temné hmoty uchovávat husté koncentrace ve svých centrech, které mohou hrát rozhodující roli v pomoci porozumět utváření supermasivních černých děr,“ říká Carlos Argüelles. „Nyní máme prvně za prokázané, že takové rozložení temné hmoty v jádru a v halo galaxií může ve skutečnosti vzniknout v kosmologickém systému a zůstat stabilní po celou dobu existence vesmíru.“

Doufáme, že následující studie mohou vrhnout více světla na vznik supermasivních černých děr v raném období existence našeho vesmíru, stejně tak jako na výzkum, jestli centra neaktivních galaxií včetně naší Mléčné dráhy mohou být hostiteli těchto jader husté temné hmoty.“

Umělecké ztvárnění spirální galaxie ponořené v neviditelné temné hmotě, označované jako halo temné hmoty, které je zobrazeno modrou barvou Autor: ESO/L. Calçada
Umělecké ztvárnění spirální galaxie ponořené v neviditelné temné hmotě, označované jako halo temné hmoty, které je zobrazeno modrou barvou
Autor: ESO/L. Calçada
Umělecké ztvárnění připojeného obrázku představuje spirální galaxii ponořenou ve velkém rozložení neviditelné hmoty známé jako halo temné hmoty. Modře zbarvené halo z materiálu obklopujícího galaxii ukazuje předpokládané rozložení záhadné temné hmoty, která byla poprvé navržena astronomy k vysvětlení rotačních vlastností galaxií a nyní je rovněž základní složkou současných teorií formování a vývoje galaxií. Studie pohlížející na utváření temné hmoty v galaktickém halo napovídají, že každé halo může přechovávat velmi husté jádro temné hmoty, jež může potenciálně napodobovat efekt centrální černé díry. Nová měření však ukázala, že množství temné hmoty ve velkých regionech v okolí Slunce je mnohem menší, než se předpokládalo.

Článek byl publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] sci-news.com
[2] scitechdaily.com
[3] techexplorist.com

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí



O autorovi

František Martinek

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.

Štítky: Temná hmota, Supermasivní černá díra


32. vesmírný týden 2022

32. vesmírný týden 2022

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 8. 8. do 14. 8. 2022. Měsíc bude v úplňku. Planety Jupiter, Saturn a Mars jsou vidět již o půlnoci, ale stále je ideální je pozorovat až v druhé půlce noci a ráno. Aktivita Slunce je nízká. Nastává maximum meteorického roje Perseid, ale ruší je svit Měsíce v úplňku. Zažili jsme šest startů raket během 20 hodin. Čtyři mise mířily na oběžnou dráhu, jeden let byl suborbitální a jedna raketa vynesla sondu na cestu k Měsíci. Před 60 lety se uskutečnil simultánní let kosmických lodí Vostok 3 a Vostok 4. Před 145 lety byl objeven měsíc Marsu nazvaný Deimos.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

ISS a Slnko

Titul Česká astrofotografie měsíce za červenec 2022 získal snímek „ISS a Slnko“, jehož autory jsou Miroslav Grnja a Zdeněk Bardon     První malé, druhé obrovské. I když pro nás i to první je obrovské. Jako fotbalový stadion. A to druhé? Celá Země by se do něho vešla na

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Ranní západ Měsíce

Šišatý barevný Měsíc pomalu zapadá za obzor

Další informace »