Astronomové pozorovali černou díru, která přerušila půst

Vědci pozorovali u černé díry zvláštní, velmi silné záblesky energie. Připomínaly situaci, jako by černá díra trhala na kusy hvězdu – jenže dalekohled tam žádnou hvězdu nedetekoval. Astronomové řeší, co se v hlubokém vesmíru vlastně stalo.

Supermasivní černé díry mají hmotnost i milionkrát větší než Slunce. Skrývají se v centru většiny galaxií, ale právě to ztěžuje jejich pozorování a studium. Na rozdíl od oblíbené představy, že černé díry neustále „požírají“ hmotu, mohou tato gravitační monstra trávit dlouhá období v klidové, neaktivní fázi. Toto období se dá představit jako půst.

Tak tomu bylo i v případě černé díry v srdci galaxie SDSS1335+0728, vzdálené 300 milionů světelných let v souhvězdí Panny. Po desetiletích půstu se náhle rozzářila a nedávno začala produkovat nebývalé záblesky rentgenového světla, popsala Evropská kosmická agentura, která její podivné chování sledovala pomocí přístrojů na družici XMM-Newton.

První známky aktivity se objevily koncem roku 2019, kdy galaxie začala nečekaně jasně zářit a přitáhla tak pozornost astronomů. Po několikaletém studiu vědci dospěli k závěru, že neobvyklé změny, které pozorovali, jsou pravděpodobně důsledkem náhlého „zapnutí“ černé díry: přechodu od půstu k požírání. Astronomové je teď označují za aktivní galaktické jádro, přezdívané „Ansky“.

  • Hmotnost černých děr se obecně měří i odhaduje velmi špatně.
  • Největší známou černou dírou je Phoenix A. Její hmotnost se může pohybovat kolem hmotnosti 100 miliard Sluncí. Její horizont události je stonásobkem vzdálenosti Slunce od Pluta.

„Když jsme poprvé spatřili její záření na optických snímcích, začali jsme s pozorováním pomocí rentgenového vesmírného dalekohledu NASA Swift a zkontrolovali jsme také archivní data z rentgenového dalekohledu eROSITA. Ale v té době jsme nezaznamenali žádné známky rentgenového záření,“ uvedla Paula Sánchez Sáezová z Evropské jižní observatoře v Německu, která vedla tým, jenž jako první zkoumal aktivaci černé díry. 

Ansky se probouzí

Na tento výzkum navázali o rok později, když už další tým začal pozorovat nenasytnou černou díru i skrze její jasné záblesky rentgenového záření.

„Tato vzácná událost poskytla astronomům příležitost pozorovat chování černé díry v reálném čase pomocí rentgenových kosmických dalekohledů XMM-Newton a NASA NICER, Chandra a Swift. Tento jev je známý jako takzvaná kvaziperiodická erupce neboli QPE. QPE jsou krátkodobé záblesky. A je to poprvé, co jsme takovou událost pozorovali u černé díry, která se zřejmě probouzí,“ vysvětlují astrofyzici. 

„První epizodu QPE jsme objevili v roce 2019 a od té doby jsme zaznamenali jen několik dalších. Zatím nechápeme, co je způsobuje. Studium Ansky nám ale pomůže lépe pochopit jak černé díry, tak i jejich vývoj,“ doplňuje Lorena Hernández-Garcíová, která byla zodpovědná za tuto fázi výzkumu.

„Teleskop XMM-Newton hrál v naší studii klíčovou roli. Je to jediný rentgenový dalekohled, který je dostatečně citlivý na to, aby detekoval slabší rentgenové světlo v pozadí mezi záblesky. Pomocí něj jsme mohli změřit, jak Ansky ztmavne, což nám umožnilo vypočítat, kolik energie uvolní, když se rozsvítí a začne blikat,“ dodala astronomka.

Od půstu k přejídání

Gravitace černé díry zachycuje hmotu, která se dostane příliš blízko, a může ji roztrhat. Hmota ze zachycené hvězdy se podle současného stavu poznání rozptýlí do horkého, jasného, rychle rotujícího disku, kterému se říká akreční disk. Podle současných názorů jsou QPE způsobeny interakcí objektu (kterým může být hvězda nebo malá černá díra) s tímto akrečním diskem a jsou spojeny se zničením hvězdy. Problém je, že neexistuje žádný důkaz o tom, že by Ansky nějakou hvězdu zničil. QPE zde tedy musí vznikat jinak. Ale jak?

Mimořádné vlastnosti opakujících se záblesků Anskyho přiměly výzkumný tým zvážit další možnosti. Akreční disk by mohl být tvořen plynem zachyceným černou dírou z jejího okolí – nikoliv rozpadlou hvězdou. V takovém případě by rentgenové záblesky pocházely z vysoce energetických rázů v disku, které by byly vyvolány malým kosmickým objektem, jenž by jím opakovaně procházel a narušoval tak obíhající materiál.

Kosmický teleskop XMM-Newton, vizualizace
Zdroj: ESA

„Záblesky rentgenového záření z Ansky jsou desetkrát delší a desetkrát svítivější než ty, které pozorujeme u typických QPE,“ říká Joheen Chakraborty, člen týmu a doktorand na Massachusettském technologickém institutu v USA. „Každá z těchto erupcí uvolňuje stokrát více energie, než jsme zaznamenali jinde. Erupce Ansky také vykazují nejdelší kadenci, jaká kdy byla pozorována, a to přibližně 4,5 dne. To posouvá naše modely na hranici jejich možností a zpochybňuje naše dosavadní představy o tom, jak tyto rentgenové záblesky vznikají.“

Sledování černé díry v akci

Možnost sledovat vývoj Anskyho v reálném čase je pro astronomy bezprecedentní příležitostí dozvědět se více o černých dírách a energetických událostech, které pohánějí. „V případě QPE jsme ale stále ve fázi, kdy máme více modelů než dat, a potřebujeme více pozorování, abychom pochopili, co se děje,“ konstatuje specialista na rentgenovou astronomii v ESA Erwan Quintin.

„Mysleli jsme si, že QPE jsou důsledkem zachycení malých nebeských objektů mnohem většími a jejich spirálového pohybu směrem dolů. Zdá se, že erupce Ansky nám říkají něco jiného. Tyto opakované výbuchy pravděpodobně souvisejí také s gravitačními vlnami, které by mohla zachytit budoucí mise ESA LISA. „Je proto velmi důležité, abychom měli i tato rentgenová pozorování, která doplní data o gravitačních vlnách a pomohou nám vyřešit záhadné chování masivních černých děr,“ zakončuje vědec.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Korálové útesy by mohly zachránit malé „slunečníky“

Záchrana korálových útesů je klíčová pro ochranu těch částí oceánu, které člověk nejvíc ekonomicky využívá. Vědci zkoušejí nejrůznější způsoby ochrany – od chemie až po genetické úpravy. Teď přišli s mechanickým řešením.
před 1 hhodinou

Horko a sucho v mapách. Podívejte se na bilanci letošního léta

Služba Evropské unie pro sledování klimatu Copernicus zveřejnila bilanci letošního léta. Shrnula, že v západní Evropě bylo nejteplejší v historii měření. Mimořádné bylo také sucho. Podrobný pohled nabízí následující mapy a grafy. Vzhledem k velkému množství dat může jejich načtení chvíli trvat.
před 1 hhodinou

Bouře století v Pacifiku, v Atlantiku nic. Letošní hurikánová sezona je podivná

Nezvykle bouřlivý Pacifik a mimořádně klidný Atlantik. Tak by se dal charakterizovat dosavadní průběh takzvané hurikánové sezony po obou stranách Ameriky. Zatímco v Atlantiku nevznikl ještě ani jeden hurikán, přičemž jsme už více než dva týdny za obvyklým sezonním vrcholem, v Pacifiku v posledních týdnech vzniká hurikánů řada – a to i velmi silných.
před 7 hhodinami

Světové oceány vloni pohltily 23 zettajoulů tepla. Dopady jsou vidět všude

Světové oceány vloni pohltily rekordní množství tepla. Podle nové evropské studie odpovídá přibližně čtyřicetinásobku celosvětové spotřeby energie lidstvem za celý rok.
před 10 hhodinami

Evropské řeky zaznamenaly nejnižší letní průtoky za více než třicet let, uvádí Copernicus

Řeky po celé Evropě letos v létě zaznamenaly nejnižší letní průtoky za více než 30 let, uvedla služba Evropské unie pro sledování klimatu Copernicus. Letošní léto se podle ní v Evropě vyznačovalo extrémními vlnami veder a suchy, přičemž na konci sezony rekordních 52 procent kontinentu čelilo velmi silné tepelné zátěži.
04:40Aktualizovánopřed 10 hhodinami

Každý osmý nádor souvisí s infekcí, odhalil rozsáhlý výzkum

Rakovina není vždy jen otázkou genů, věku nebo životního stylu, přestože jsou to nejčastější příčiny. Některým nádorům předchází infekce, proti níž ale už dnes medicína mnohdy umí zasáhnout. To je hlavní závěr rozsáhlého výzkumu, který vydal odborný časopis Lancet Oncology.
včera v 17:01‌‌

„Probodni, co není chleba.“ AI vícekrát poslechla, robot „útočil“ na panenku

Tým expertů na umělou inteligenci (AI) zadal třem špičkovým robotům poháněným pokročilými modely strojového učení pět úkolů, které by běžný člověk odmítl. Modely ale většinu těchto zadání odmítnout nedokázali a poslušně plnili, co jim bylo zadáno.
včera v 14:30‌‌

Letošní rok byl pro švýcarské ledovce devastující, uvádí zpráva

Rok 2026 byl pro švýcarské ledovce devastující, roztálo více než pět procent jejich objemu. Ve zprávě zveřejněné ve čtvrtek to uvádějí vědci ze švýcarské glaciologické sítě GLAMOS. V historii měření zaznamenali odborníci větší úbytek než letos jen v roce 2022, kdy odtálo šest procent objemu ledovců.
včera v 10:48‌‌

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.