Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Vědci odkrývají záhadu vzniku supermasivní černé díry

aktualizováno 
Mitchell Begelman z Coloradské univerzity se dlouhodobě zabývá výzkumem supermasivních černých děr. Ve své poslední práci se pokusil odhalit, jak tato obrovská monstra nacházející se v centrech galaxií vznikají. Tvrdí, že přímým kolapsem z protogalaktického disku.

Pohlcení hvězdy černou dírou | foto: NASA

Proti tomu, že v centrech galaxií sídlí supermasivní černé díry, už dnes většina vědců nic nenamítá. Jak ukazují pozorování kvasarů, nejjasnějších objektů ve vesmíru, vyskytují se už v raném vesmíru (některé z nich jsou 13 miliard let staré) a jejich hmotnosti se často rovnají hmotnostem milionů až miliard Sluncí. Ale odkud se vlastně berou? A jaký je asi jejich původ? S odpověďmi na tyto otázky si moderní astrofyzika už tak jistá není.

Nejdřív hvězda, pak černá díra

Tradiční pohled na věc říká, že vznikají podobným mechanismem jako běžné stelární černé díry. Ty začínají poměrně skromně. Na počátku máme hmotnou hvězdu (nejlépe o hmotnosti 25 Sluncí a více), která po čase vybuchne jako supernova. Díky velké hmotnosti původní hvězdy ale nedojde ke vzniku neutronové hvězdy, časoprostor se před okolním vesmírem uzavře, vytvoří se horizont událostí, a tedy černá díra. Ta pak do sebe začne vtahovat okolní materiál, a tím přibývá na váze a zvětšuje se a zvětšuje, až dosáhne gigantických rozměrů. Na tom by nebylo zas tak nic zvláštního, kdyby …

Problém je v tom, že taková černá díra by už od samého začátku musela růst konstantní a ještě k tomu maximálně možnou rychlostí, kterou fyzici vůbec předpovídají. Ale jak dnes můžeme vidět, galaxie podle toho, zda má jejich centrální černá díra kolem sebe dost "potravy“, či nikoli, procházejí obdobími aktivity a klidu. Takže jak mohly supermasivní černé díry stihnout vyrůst?

Přímý kolaps z protogalaktického plynu

Druhou možností je, že supermasivní černé díry při svém zrodu stadium hvězdy prostě přeskočí. Vznikají přímo zahušťováním protogalaktického plynu. Právě tuto teorii již několik let neúnavně propaguje Mitchell Begelman z Coloradské univerzity, který začátkem září seznámil odbornou veřejnost s nejnovějšími výsledky svého výzkumu. Na zvěřejněné studii se mimo jiné jako spoluautor podílel i slavný astronom a známý popularizátor Martin Rees.

První galaxie a hvězdy se objevily poté, co vesmír po Velkém třesku ochladl natolik, že se původní vodík (a helium) mohl oddělit od temné hmoty a začal se působením vlastní gravitace smršťovat. Vznikaly zárodky budoucích hvězd, které na sebe postupně nabalovaly další plyn. Když ho bylo dostatečné množství, došlo k zažehnutí termonukleární reakce a její radiační tlak směřující ven pak zabránil gravitaci v dalším smršťování (Eddingtonova mez). Ale většina hvězd hromadí svůj materiál poměrně pomalu, co by se tedy stalo, kdyby bylo plynu více? Mohla by se pak látka shlukovat rychlejším tempem? Právě tím se ve své poslední práci zabýval Mitchell Begelman.

Spočítal, že pokud by akreční tok byl vyšší než několik desetin sluneční hmoty za rok, byla by hmota v zárodku hvězdy tak pevně vázána, že energie fúze by gravitaci nevyvažovala a dalšímu smršťování by nezabránila. Vytvořilo by se velmi husté, kompaktní jádro, které by se později zkolabovalo do černé díry.

Kvazi-hvězdy

Je ale možné, aby se materiál shlukoval tak rychle? Podle Begelmana ano, ale něco mu musí pomoct. Třeba gravitace temné hmoty v galaktickém halo. Pak může dojít k tak velkému stlačení jádra, až je z něj radiace doslova vytlačena ven, což způsobí, že vnější obálka začne zářit – vzniká tzv. kvazi-hvězda. Begelman tvrdí, že kvazi-hvězdy byly velice horké a dokonce jasnější než prvotní hvězdy. Ovšem jejich záře trvala pouze několik málo tisíc let.

Obrovské gravitaci nebyla schopna vzdorovat ani nukleární reakce v nitru kvazi-hvězdy, jádro dále pokračovalo ve smršťování a nakonec se z něj vytvořila černá díra o hmotnosti 10 – 20 Sluncí. Okamžitě začala pohlcovat hmotu z okolí, a protože jí ve vnější obálce kvazi-hvězdy bylo opravdu dost, černá díra narůstala maximálním možným tempem, až nakonec dosáhla hmotnosti milionů Sluncí.

Budoucnost ukáže

Možná nejzajímavější na celé věci je, že Begelman poměrně přesně předpovídá spektrum a teplotu kvazi-hvězd, což v principu umožňuje jejich detekci, zejména výkonnými teleskopy. Největší naděje se v tomto ohledu vkládají do vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST), který by měl být do kosmu vypuštěn v roce 2013.

Zdroj: arxiv.org, www.colorado.edu, www.astro.cz

Autor:


Nejčtenější

Termovize: podívejte se, jak se pečou turisté na Staroměstském náměstí

Záběry z termokamery na Staroměstském náměstí

Infračervené Slow TV se vrací. Na Staroměstské náměstí v Praze jsme umístili infrakameru, která v přímém přenosu...

Zabil je výbuch ruského tanku v centru Prahy. KSČ ničila životy pozůstalým

Tanky typové řady T-54/55, ten blíž k fotografovi evidentně neschopný pohybu,...

Zatímco na pražské Vinohradské třídě hořel a vybuchoval tank, zmatení ruští vojáci na Václavském náměstí zahájili palbu...



Tento pancíř dá tankistům pocit bezpečí a jistoty. Ale bude to stačit?

SMART PROTech na tanku Leopard 2

Německá firma IBD Deisenroth Engineering (IBD) představila prototyp balistické ochrany SMART PROTech pro obrněná...

Úspěšný start. Sonda míří ke Slunci tak blízko, jako žádná předtím

Úspěšný start rakety Delta IV Heavy 12.8.2018 v 9:31 se sondou Parker Solar...

V neděli ráno se ke Slunci vydala unikátní sonda Parker Solar Probe. Měla by se přiblížit k naší hvězdě podstatně blíže...

Záhada lidských lebek na rakvi velmože rozluštěna. Může za ně tajemný řád

Hrobka Jana Jiřího ze Švamberka. Detail nepravého madla v podobě dvou železných...

Nález nepoškozené hrobky a kovové rakve významného šlechtice Jana Jiřího ze Švamberka byl sám o sám o sobě...

Další z rubriky

NASA má projekt, který ji naučí odhalovat život na jiných planetách

Jak by mohl vypadat život na jiné planetě v představách umělce.

Americká vesmírná agentura vede projekt, který si vzal za cíl, že bude hledat způsoby, jak odhalit mimozemský život.

Lidé sledovali unikátní úplné zatmění Měsíce, podobné bude za sto let

Úplné zatmění Měsíce, zřícenina hradu Hazmburk (27. 7. 2018).

V Česku bylo k vidění největší zatmění Měsíce v tomto století. Mimořádný úkaz trval do 23:13. Navíc byl těsně pod naší...

Pohled na „padající hvězdy“ bude nejlepší v nejbližších pěti letech

Perseidy nad Negevskou pouští.

Po roce se k Zemi znovu přiblížil meteorický roj Perseid. Na našem nebi se tak chystá podívaná, kterou si řada nadšenců...

Najdete na iDNES.cz