Na samém počátku času, v době, kdy byl vesmír ještě mladý, vznikla masivní černá díra. Vědci ji teď pozorovali a zjistili o ní spoustu důležitých detailů. Například to, že už v dobách svého vzniku byla extrémně hmotná a současně hladová.
Astronomové objevili pomocí teleskopů NASA zatím nejvzdálenější, a tedy i nejstarší černou díru. Zajímavé také je, že se tento superhmotný kosmický objekt nachází teprve v raném stádiu růstu – v době, kdy byl pozorován, byl ještě mladý, laicky řečeno kosmické batole. Zatímco normálně mají černé díry větší hmotnost než jejich galaxie, tato je podobně hmotná jako její hostitelka.
Vědci jsou z výsledků tohoto pozorování nadšení, tak nedospělou singularitu zatím nikdy neměli šanci pozorovat. Věří, že jim to pomůže vysvětlit, jak vznikly některé z prvních supermasivních černých děr ve vesmíru.
Astronomové při odhalení tohoto objektu využili kombinaci údajů ze dvou výkonných pozorovacích zařízení: rentgenové observatoře Chandra a vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Díky nim se týmu vědců podařilo nalézt stopy rostoucí černé díry z doby pouhých 470 milionů let po velkém třesku.
Pohled do minulosti přes gravitační čočku
„Potřebovali jsme Webba, abychom objevili tuto pozoruhodně vzdálenou galaxii, a potom Chandru, abychom našli její supermasivní černou díru,“ komentoval studii Akos Bogdan z Centra pro astrofyziku na Harvardu, který výzkum vedl. Popsal to v odborném časopise Nature Astronomy. Využili také efektu takzvaného gravitačního čočkování, kdy se světlo kolem superhmotných kosmických objektů ohýbá tak, že funguje jako lupa vesmírných rozměrů.
Černá díra v galaxii s názvem UHZ1 leží 13,2 miliard světelných let od Země. Protože světelný rok je vzdálenost, kterou světlo ve vakuu urazí za jeden rok, znamená to, že se vědci dívali do třináct miliard let vzdálené minulosti a viděli singularitu v její tehdejší podobě – tedy v době, kdy byl náš vesmír ještě v plenkách a měl pouhá tři procenta svého dnešního stáří.
Sonda Chandra, která vidí okem neviditelné rentgenové záření, tam odhalila přítomnost přehřátého plynu, který právě toto záření silně uvolňuje. To je typický znak pro rostoucí supermasivní černou díru. Astronomové mohli sledovat vše velmi detailně, protože světlo z této galaxie i rentgenové záření z plynu v okolí její supermasivní černé díry viděly přibližně čtyřikrát větší, právě díky výše popsanému efektu gravitační čočky.
Tento objev je podle NASA důležitý pro pochopení toho, jak některé supermasivní černé díry mohly tak brzo po velkém třesku dosáhnout svých kolosálních hmotností. Zatím totiž není úplně jasné, jak vlastně v tehdejších podmínkách vznikaly – zda kolapsem obřích a hustých oblaků plynu, nebo z explozí prvních hvězd našeho vesmíru.
„Existují fyzikální limity, jak rychle mohou černé díry po svém vzniku růst, ale ty, které se rodí hmotnější, mají náskok. Je to, jako když zasadíte stromek, kterému trvá kratší dobu, než vyroste ve strom plné velikosti, než kdybyste začali pouze se sazeničkou,“ popsal Andy Goulding z Princetonské univerzity.
A nová studie popsala, že nově objevená černá díra už se jako kosmický Otesánek narodila. Vypadá to, že její hmotnost odpovídá asi sto milionům Sluncí.
