Dvě supermasivní černé díry se mohou srazit do sta let: Vědci sledují galaxii Mrk 501

Galaxie blazar Mrk 501, vzdálená půl miliardy světelných let, by nám mohla nabídnout jedinečnou příležitost sledovat srážku supermasivních černých děr v reálném čase, možná už během pouhého století.

Galaxie blazar Mrk 501, vzdálená půl miliardy světelných let, by nám mohla nabídnout jedinečnou příležitost sledovat srážku supermasivních černých děr v reálném čase, možná už během pouhého století. Nová analýza zvláštního světla z této galaxie naznačuje přítomnost ne jedné, ale hned dvou supermasivních černých děr, z nichž každá pohání svůj vlastní vysokorychlostní proud hmoty. Ačkoli se nejedná o definitivní potvrzení, podle studie vedené astronomkou Silke Britzen z Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii v Německu je to v současnosti nejpřesvědčivější vysvětlení podivného chování galaxie.

Pokud se tato hypotéza potvrdí, mohlo by to znamenat, že jeden z „bílých velryb“ kosmologie je na dosah: první pozorování sloučení supermasivních černých děr, které mají miliony až miliardykrát větší hmotnost než Slunce. Vědci uvádějí, že dosud nebyl systém dvojitého jetu v jádru blazaru detekován přímým zobrazením. Tato práce by tak představovala první detekci takového systému, což vede k závěru o binárním systému supermasivních černých děr v jádru blazaru Mrk 501.

Předpokládá se, že supermasivní černé díry se nacházejí v srdci každé velké galaxie a tvoří kosmické jádro, kolem kterého se zbytek galaxie otáčí. Tyto obří objekty mohou dosáhnout ohromných hmotností a představují několik záhad. Jednou z nejnaléhavějších je, jak se vůbec takto zvětší. Černé díry hvězdné hmotnosti, které mají desítky slunečních hmotností, vznikají z kolabujících jader umírajících masivních hvězd. Víme, že se mohou spojovat a vytvářet větší, přičemž největší známá dosahuje asi 225 slunečních hmotností. Cesty formování a vývoje k černým dírám s milionykrát větší hmotností jsou však záhadnější. Částečně je to proto, že nám chybí nástroje k detekci gravitačních vln z jediného sloučení supermasivních černých děr, což by byl nejlepší nástroj pro pochopení jejich růstu prostřednictvím fúzí.

Supermasivní černé díry však nejsou tak tajnůstkářské jako jejich mnohem menší příbuzné. Tyto kolosy často pohlcují obrovské množství materiálu, který se kolem nich víří v disku, zahřívá se a září světlem. Část materiálu padajícího na černou díru je pak odkloněna podél magnetických siločar mimo horizont událostí. Tento materiál je urychlován směrem k pólům černé díry, kde je s obrovskou silou vypouštěn do vesmíru jako proud plazmy, zářící v rádiovém spektru. Jak zářící disk, tak vysokorychlostní proudy mohou být detekovány našimi teleskopy – jsou to charakteristické znaky nenasytné supermasivní černé díry.

Astronomové se zaměřili na ultra-vysokorozlišující radioteleskopy, aby sledovali změny v centru Mrk 501 napříč různými rádiovými vlnovými délkami. Jejich pozorování trvala přibližně 23 let, což jim umožnilo sledovat jasné rysy v jetu v průběhu času. Vědci použili tyto změny k rekonstrukci pohybu materiálu v blízkosti centrálního motoru galaxie – a tehdy se objevilo něco zvláštního. Vzor naznačoval druhý, slabší jet, který se zdá obíhat proti směru hodinových ručiček kolem rádiového jádra. Tým poté modeloval pozorovaný pohyb a dospěl k závěru, že chování je snadněji vysvětlitelné přítomností druhé supermasivní černé díry. Objevili dvě periody ve fluktuujícím světle. Jedna byla sedm let a vědci ji shledali konzistentní s kolísáním jetového systému, jako je kymácející se káča. Druhá byla kolem pouhých 121 dní; ta by podle nich mohla být konzistentní s oběžnou dobou dvou černých děr, oddělených vzdáleností 250 až 540krát větší než vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Pro objekty tak obrovské, jako jsou supermasivní černé díry, je to extrémně blízko.