Čo pod vianočný stromček? Jednoznačne lokálnu overenú klasiku
Každý rok si mnohí z nás lámu hlavu nad výberom vianočných darčekov pre svojich blízkych. Chceli by ste im darovať množstvo vecí, ale niekedy nao
Pohľad na detstvo vesmíru: Našla sa spiaca čierna diera
Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba odhalil neaktívnu čiernu dieru v galaxii MRG-M0138. Je to až pätnásťkrát ďalej, než bol doterajší rekord.
Čierne diery neodpočívajú. Ale keď v ich okolí nie je nič, čo by pohltili, prestanú vyžarovať žiarenie, ale gravitáciou ďalej tvarujú priestor okolo seba.
Práve táto tichá neviditeľnosť robí z neaktívnych čiernych dier objekty, ktoré patria k najťažšie detekovateľným vo vesmíre. Tím astronómov pod vedením Andrewa Newmana z Carnegie Science teraz zaznamenal najvzdialenejšiu takúto čiernu dieru, akú kedy vedci pozorovali.
Metóda, ktorou sa im to podarilo, otvára cestu k systematickému mapovaniu raného vesmíru.
Rekordná vzdialenosť
Neaktívna čierna diera sa nachádza v galaxii MRG-M0138, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti viac ako desať miliárd svetelných rokov od Zeme.
Predchádzajúci rekord bol vzdialený len zhruba 650 miliónov svetelných rokov, takže nový nález ho prekonáva pätnásťnásobne.
Čierna diera má hmotnosť asi šesť miliárd násobne väčšiu ako Slnko. Svetlo, ktoré k nám dnes od nej prichádza, začalo žiariť v čase, keď mal vesmír len asi tri miliardy rokov, teda štvrtinu dnešného veku. Astronómovia teda nehľadia len do vzdialeného priestoru, ale aj do vzdialenej minulosti.
Gravitačná šošovka ako prirodzený ďalekohľad
Technickú výzvu predstavovala samotná detekcia. Neaktívna čierna diera nevyžaruje žiadne žiarenie, ktoré by ju prezradilo. Je viditeľná len nepriamo, čiže prostredníctvom pohybu hviezd okolo nej.
Metóda, ktorá sa nazýva hviezdna dynamika, sleduje rýchlosť hviezd pohybujúcich sa v okolí neviditeľného objektu a z nej odvodzuje jeho hmotnosť. Táto technika fungovala doteraz len pri relatívne blízkych galaxiách. Pri takej obrovskej vzdialenosti je rozlíšenie jednotlivých hviezd pomocou bežných prostriedkov nemožné.
Riešením sa stala gravitačná šošovka. Medzi Zemou a galaxiou MRG-M0138 sa náhodne nachádza iná galaxia, ktorej gravitácia ohýba a sústreďuje svetlo prechádzajúce okolo nej.
Výsledkom je zväčšený a skreslený obraz pozadia – v tomto prípade tridsaťnásobné zväčšenie galaxie MRG-M0138. To umožnilo Webbovmu ďalekohľadu zachytiť pohyb hviezd v dostatočnom detaile na to, aby z neho vedci odvodili prítomnosť a hmotnosť centrálnej čiernej diery.
„Kombináciou dát z Webbovho ďalekohľadu a gravitačnej šošovky sme sa mohli pozrieť priamo do sféry vplyvu čiernej diery, kde jej gravitácia urýchľuje okolité hviezdy,“ uviedol Newman.
„Je to jedna z najlepších techník, aké máme na váženie čiernych dier, a sme radi, že sme ju mohli rozšíriť na oveľa skoršie obdobie kozmickej histórie.“
Mohlo by vás zaujímať
Vedci zmapovali hustotu každého objektu vo vesmíre. Čakali ich však prekvapenia
Tichá galaxia, vyhasnutý kvazar
Pozoruhodná na náleze nie je len samotná čierna diera, ale aj galaxia, v ktorej sa nachádza. MRG-M0138 je takzvaná mŕtva galaxia. To znamená, že v nej nevznikajú žiadne nové hviezdy, čo je na jej vek a veľkosť neobvyklé.
Vedci predpokladajú, že galaxia v minulosti prechádzala fázou kvazaru, teda mimoriadne jasného objektu poháňaného aktívnou čiernou dierou. Tá musela v tom období pohltiť obrovské množstvo okolitej hmoty.
Táto fáza sa však už skončila a dnes je galaxia rovnako tichá ako jej centrálna čierna diera.
Práve vzťah medzi aktívnymi a neaktívnymi fázami čiernych dier je jedna z kľúčových otázok modernej astrofyziky. Prečo niektoré galaxie prestanú tvoriť hviezdy a ich stredové čierne diery upadnú do nečinnosti, zostáva predmetom výskumu.
Mohlo by vás zaujímať
Kde sú všetci mimozemšťania? Sú len dve možnosti – a obe sú znepokojujúce
Okno do histórie
Spoluautor štúdie Richard Ellis z University College London zdôraznil, že metodický prelom presahuje tento jeden konkrétny nález. Keď vedci preukázali, že hviezdna dynamika v kombinácii s gravitačným šošovkovaním funguje aj na takéto vzdialenosti, otvorila sa cesta k systematickému sledovaniu vývoja čiernych dier naprieč históriou.
„Tým, že sme preukázali uskutočniteľnosť tejto techniky aj v prípade galaxií v ranom vesmíre, môžeme teraz vypracovať úplnejší prehľad toho, ako sa čierne diery vyvíjajú v čase, a pochopiť ich úlohu pri formovaní galaxií,“ uviedol Ellis.
Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba pokračuje v prepisovaní rekordov. Najvzdialenejšia spiaca čierna diera je jeho najnovším prírastkom do zbierky pohľadov na vesmír, aký doteraz nebol možný.
Text: Zázračná planéta
Foto: NASA/JWST
1/1
