V okolí centrálnej supermasívnej čiernej diery SgrA* existuje tisíc menších čiernych dier, ktoré priebežne ničia hviezdy vo svojom okolí.
Na infračervenej snímke z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu NASA/ESA je stred Mliečnej cesty vzdialený od Zeme 27 000 svetelných rokov. Pomocou Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu sa astronómom podarilo nahliadnuť cez prach, ktorý bežne zakrýva pohľad na túto oblasť. Uprostred tohto záberu sa nachádza supermasívna čierna diera Mliečnej cesty. Zdroj: Wikimedia Commons. Autor: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
V centre našej Galaxie sa nachádza obria supermasívna čierna diera s hmotnosťou 4 miliónov Sĺnk známa ako SgrA* (Sagittarius A*). Okolo nej obieha mnoho hviezd nečakaných hviezdnych typov.
V nedávno uverejnenej štúdii v časopise Astronomy & Astrophysics Jaroslav Haas a jeho kolegovia z Univerzity Karlovej v Prahe a z Univerzity v Bonne objasňujú viaceré záhady súvisiace s centrálnou supermasívnou čiernou dierou.
Pozrite si
Desaťročia trvajúca záhada
Vo vzdialenosti väčšej než jedna desatina svetelného roka od SgrA* môžeme pozorovať veľmi hmotné hviezdy typu O. Tieto hviezdy majú hmotnosť najmenej dvadsať Sĺnk a ich veľkosť je desaťnásobkom veľkosti nášho Slnka. Museli sa sformovať počas posledných 5 miliónov rokov, pretože dlhšie existovať nemôžu.
Popri tomto type hviezd typu O sa tu nachádzajú aj hviezdy typu B, ktoré sú len niekoľkokrát hmotnejšie ako Slnko a môžu žiť oveľa dlhšie.
Bližšie než jednu desatinu svetelného roka k SgrA* však prekvapujúco vidíme len hviezdy typu B, ktoré sú mladšie než 50 miliónov rokov, kým hviezdy typu O tu celkom chýbajú. Táto zmena v zastúpení hviezdnych typov v závislosti od vzdialenosti od centrálnej supermasívnej čiernej diery predstavovala po desaťročia záhadu.
Ďalším nevyriešeným problémom bolo, že ďaleko od centra Galaxie astronómovia našli 200 miliónov rokov staré hviezdy typu B, ktoré sa od nej vzďaľujú rýchlosťou stoviek kilometrov za sekundu. Také staré hviezdy typu B však nevidíme v blízkosti SgrA*. Ako teda mohli byť odtiaľ vymrštené?
Záber čiernej diery Sagittarius A* (SgrA*) v strede Mliečnej cesty. Zdroj: ESO
Kľúčom je skrytá populácia menších čiernych dier
Riešenie spočíva v existencii skrytej populácie asi desaťtisíc menších čiernych dier, ktoré sa nachádzajú v okolí supermasívnej čiernej diery. Tieto čierne diery nemožno pozorovať priamo, pretože sú temnými pozostatkami bývalých veľmi hmotných hviezd. Obiehajú okolo SgrA* rýchlosťou tisíc kilometrov za sekundu.
Tím Jaroslava Haasa vypočítal, že sa tieto čierne diery zrážajú s hmotnými a veľkými hviezdami typu O, čím ich v priebehu niekoľkých miliónov rokov zničia. „Menšie hviezdy typu B prežívajú oveľa dlhšie, až 50 miliónov rokov. To vysvetľuje, prečo hviezdy typu O chýbajú v blízkosti supermasívnej čiernej diery, kým B-hviezdy tu stále existujú,“ povedal Jaroslav Haas.
Východisko pre nové počítačové simulácie
Pavel Kroupa, spoluautor štúdie, dodal: „Tieto výsledky nám poskytujú celkom nový pohľad na bezprostredné okolie centrálnej supermasívnej čiernej diery.“ Jaroslav Haas spresnil: „Môžeme dokonca odhadnúť, ako sa počet čiernych dier mení v závislosti od vzdialenosti od centrálnej čiernej diery. Zistili sme, že ich počet najprv narastá, dosahuje maximum a potom opäť klesá.“
Ladislav Šubr, ďalší spoluautor štúdie, vysvetlil: „Tento hustotný profil je dôsledkom zložitých dynamických procesov v blízkosti obrej čiernej diery. Naše výsledky nám umožnia robiť nové počítačové simulácie, ktoré nám pomôžu ich lepšie pochopiť.“
Doktorand Myank Singhal, ktorý sa tiež podieľal na štúdii, dodal: „Je to nesmierne vzrušujúce. Budem môcť robiť nové výpočty, ktoré nám pomôžu pochopiť túto divokú svorku tisícok čiernych dier v centre našej Galaxie, ktorá priebežne ničí hviezdy vo svojom okolí.“ Ladislav Šubr doplnil: „Existenciu vzdialených 200 miliónov rokov starých B-hviezd, ktoré sa rýchlo vzďaľujú od SgrA*, teraz dokážeme elegantne vysvetliť silnými vymršteniami, kým hviezdy typu B, ktoré zostali blízko SgrA*, boli medzitým zničené čiernymi dierami.“
Hviezdny mlynček
Autori štúdie pomenovali zhluk tisícov čiernych dier v centre Galaxie „hviezdny mlynček“, pretože tu čierne diery ničia hviezdy zrážkami. Niektoré z týchto zrážok mohli byť už pozorované prostredníctvom prachových mračien, ktoré sa objavujú veľmi blízko SgrA*. „Populácia tisícok čiernych dier nevyhnutne povedie k mnohým fascinujúcim novým javom, ktoré budeme môcť v galaktickom centre pozorovať a študovať, napríklad jasné záblesky inak neviditeľných hviezd, keď pred nimi prejde čierna diera,“ uzatvoril Jaroslav Haas.
Zdroj: TS Matematicko-fyzikálna fakulta UK v Prahe
(zh)
