Černé díry, vesmírné objekty, jejichž obrovské gravitaci neunikne ani světlo, nejsou všechny úplně stejné. Liší se zejména svými velikostmi. Zatímco v centrech galaxií sídlí monstra o hmotnostech několika miliónů, či dokonce miliard Sluncí, černé díry vzniklé gravitačním zhroucením hvězd jsou mnohem menší. Váží „jen“ jako několik Sluncí dohromady, jejich typické hmotnosti dosahují 7 až 25 násobku slunečních hmotností.
Mikrokvasary
Jinak si ovšem hvězdné černé díry se svými hmotnějšími sourozenci rozhodně v ničem nezadají, zvlášť když se v jejich blízkosti nalézá jiné těleso, nejlépe jiná hvězda, ze které mohou odsávat látku. Stejně jako mnohem větší kvasary (aktivní supermasívní černé díry v galaktických jádrech) i ony při pohlcování sousední hmoty kolem sebe vytvářejí akreční disky a do okolí chrlí mohutné výtrysky částic a záření. Astronomové jim proto říkají mikrokvasary.
Mikrokvasary nazýváme podvojné hvězdné soustavy s černou dírou (případně neutronovou hvězdou), které generují vysokoenergetické záření. Jak už napovídá jejich název, od skutečných kvasarů se v podstatě odlišují jen svým mnohonásobně nižším výkonem.
Mezi mikrokvasary řadíme například známý binární systém Mléčné dráhy GRS 1915+105, který se stal v minulosti několikrát (přesněji jedenáctkrát) předmětem zájmu rentgenové družice Chandra. Obsahuje stelární černou díru, čtrnáctkrát hmotnější než naše Slunce, která soustavně okrádá svého souputníka o materiál.
Složitá aktivita GRS 1915+105
Rozbor dat naměřených Chandrou odhalil velmi komplikované, místy až nepředvídatelné chování GRS 1915+105. Mikrokvasar je velmi nestálý, prochází mnoha výkyvy. V časovém průběhu jeho činnosti vědci bylo nalezeno celkem 14 různých módů, některé trvají několik sekund, jiné měsíce.
Vědci se domnívají, že příčiny složitého chování je třeba hledat ve vzájemném působení mezi akrečním diskem a výtrysky, přesný mechanismus ale dosud není znám. Podle jedné hypotézy má více či méně periodické vypínání výtrysků na svědomí žhavý vítr, který se v nepravidelných intervalech zvedá z akrečního disku. Jeho intenzita postupně narůstá a s ní i množství materiálu, který vítr unáší pryč od díry a který pak logicky chybí ve výtryscích. Jakmile vítr ustane, výtrysky se opět obnoví.
Samoregulace brání překotnému růstu
Podle slov Josepha Neilsena, autora nedávné studie publikované na toto téma v Nature, to vypadá, jako kdyby si výtrysky spolu s větrem hrály na přetahovanou. „Někdy vyhrává jeden a pak, z důvodů, kterým ještě ne tak docela rozumíme, má navrch zas druhý.“
Fakt, že vítr a výtrysky odnášejí srovnatelné množství hmoty, napovídá, že by jimi černá díra mohla usměrňovat svůj růst. O samoregulačních mechanismech se již delší čas hovoří v souvislosti se supermasívními černými dírami, ale u hvězdných černých děr byla zaznamenána vůbec poprvé.
Dva objevy v jednom?
„Možná jsme na stopě objasnění hned dvou záhad najednou: jak dochází k vypínání výtrysků z černých děr a současně toho, jakým způsobem černé díry řídí svůj růst,“ tvrdí astronomka Julia Leeová, která se na studii rovněž podílela. „Kdykoli se kvasary a mikrokvasary chovají odlišně, máme velký problém zjistit, proč tomu tak je, neboť gravitace se u nich projevuje stejně,“ říká Neilsen.
Nic takového ale jeho závěry nepotvrdily, astronomové tedy mohou být v klidu. Jen se potvrdilo, že mezi obřími a hvězdnými černý dírami existuje hluboká souvislost. Avšak to neznamená, že by mezi nimi nebyly i obrovské rozdíly. Nejen ve velikostech, tedy hmotnostech, ale též v časových škálách, na kterých u nich ke změnám dochází. Děj, který u GRS 1915+105 probíhá řádově hodiny, by u typické supermasívní díry trval desítky tisíc let!
Za určitých podmínek je totiž možné výsledky zkoumání hvězdných černých hvězd zobecnit i na ty největší černé díry vesmíru. Jak se zdá, Joseph Neilsen je se svou prací spokojen: „Ačkoli stále ještě neznáme odpovědi na všechny otázky, myslím, že jsme učinili krok správným směrem.“
Zdroj:
