Černá díra, vzdálená pouhých 1560 světelných roků

Vědci objevili černou díru, která se nachází poměrně blízko Země. Podařilo se to díky novému katalogu hvězd, vytvořenému projektem Gaia. (délka blogu 5 min.) 

Gaia

Sonda Gaia se nachází v tzv. Lagrangeově bodě L2, podobně jako vesmírný teleskop Jamese Webba. 

Na rozdíl od něj ale vytváří sonda přesnou trojrozměrnou mapu hvězd naší galaxie. A nejen to. Sleduje také jejich pohyby, svítivost, teplotu a složení. Získává obrovské množství dat, která pomohou vyjasnit původ, vznik i vývoj jednotlivých objektů - a zároveň také naší galaxie. 

Sonda byla vypuštěna 19. prosince 2013, první rozsáhlý soubor dat zveřejnili vědci 14. září 2016. Další zveřejnění nových dat se konalo 25. dubna 2018. Letos (přesněji 13. června 2022) následoval už v pořadí třetí katalog získaných dat. 

Právě v něm našli odborníci důkazy pro existenci zatím nejbližší známé černé díry. Dostala název Gaia BH1 (Gaia odkazuje na sondu, která se na objevu podílela, BH na pojem “black hole” a číslo 1 na první podobný objekt. 

Černé díry přitom nejsou ve vesmíru vůbec vzácné. Odhaduje se, že jen v naší galaxii se jich musí nacházet kolem sta milionů. 

Jejich pozorování je ovšem nesmírně složité. Dobře pozorovat se dají jen aktivní černé díry. Ty totiž pohlcují hmotu ze svého okolí a září přitom v rentgenové části spektra. Musí však také existovat černé díry bez akrečních disků - ty rentgenové záření nevydávají. Dají se pak objevit jen díky svému gravitačnímu působení na blízké okolí. 

Gaia BH1

… je poměrně složitý objekt. Jedná se o dvojhvězdu, která obíhá kolem společného těžiště. Jednou ze složek je hvězda, která se nápadně podobá Slunci. V jejím blízkém vesmírném okolí, ve vzdálenosti, která odpovídá přibližně vzdálenosti Země-Slunce, se pak nachází tajemný temný objekt, který je daleko hmotnější. Jedná se s největší pravděpodobností o neaktivní černou díru. 

Obě souputnice jsou do nás vzdáleny 1560 světelných roků a nalézají se v souhvězdí Hadonoše. Poté, co byla podivná dvojhvězda identifikována v souborech ze sondy Gaia, začali ji vědci zkoumat pomocí teleskopu Gemini-North na Havaji. Museli si ovšem pospíšit, Slunci podobná hvězda se právě nacházela nedaleko bodu, ve kterém dosahuje největšího přiblížení k černé díře. Pokud chtěli sledovat její dráhu v této důležité oblasti, měli na to jen týden. 

Dnes tedy víme, že jeden oběh trvá menší hvězdě 185,6 dne - tedy zhruba polovinu doby, kterou potřebuje k oběhu Slunce naše Země. 

Záhadný doprovod

Původní hvězda, která se později stala černou dírou, musela mít hmotnost nejméně 20 hmotností Slunce. To je velice zajímavé. Život takové velice hmotné hvězdy je totiž při porovnání se Sluncem jen velice krátký. Celý vývoj jí musí trvat jen řádově miliony roků. 

To znamená, že pokud se obě hvězdy vytvořily v bezprostřední blízkosti ve stejné době, musela se hmotnější hvězda vyvíjet (a proměnit na veleobra) dříve, než se v její kolegyni vůbec mohla zažehnout termonukleární reakce. Podle našich nynějších vědomostí by tedy Slunci podobná souputnice černé díry neměla šanci se vůbec i jen vyvinout a existovat v takové podobě, v jaké ji zachytila sonda Gaia. 

Hádanka může mít samozřejmě různá řešení. Je možné, že naše znalosti o vývoji těchto velice hmotných hvězd jsou nedokonalé. 

Stejně tak je možné, že lehčí hvězda vznikla ve větší vzdálenosti od černé díry - a připojila se k ní až v průběhu dalšího vývoje. 

Dalším možným řešením by byla existence trojhvězdy. Pokud se nejedná o jedinou černou díru - ale dvojici velice těsně obíhajících menších černých děr, mohl vývoj obou původních velice těžkých hvězd probíhat trochu jinak než je tomu u osamělého hvězdného obra. Znamenalo by to, že by se obě těžké hvězdy nemusely proměnit ve veleobry dříve, než se třetí a málo hmotná souputnice vůbec dostala do stádia, kdy zažehla termonukleární reakci. 

Budoucí výzkum

Vědci budou zajímavý objekt i nadále studovat a doufají, že odhalí jeho tajemství. Vzhledem k tomu, že gravitace podobné dvojité černé díry ovlivňuje menší hvězdu trochu jinak než by to dělala jediná černá díra, mohou budoucí podrobnější pozorování tuto variantu potvrdit nebo vyloučit.

Kromě toho se samozřejmě těší na další zveřejnění dat sondy Gaia. To nejspíš proběhne koncem roku 2025. Slibují si od něj objevy desítek dalších podobných hvězdných systémů i rozluštění záhady jejich vzniku.