Černé díry a tvorba nových hvězd

Vědci našli černou díru, která hvězdy nejen ničí ale také tvoří. Zjistili to díky Hubbleovu vesmírnému teleskopu. (délka blogu 4 min.)  

Henize 2-10

Hrdinkou našeho dnešního blogu je (kromě Hubbleova vesmírného teleskopu) trpasličí galaxie Henize 2-10. Nachází se v souhvězdí Kompasu, ve vzdálenosti přibližně 30 milionů světelných roků. 

V centru této poměrně malé galaxie vědci zaznamenali zdroj rentgenového a rádiového záření, který naznačuje, že je zde aktivní a neustále rostoucí superhmotná černá díra.

Zatímco má tato galaxie (známá jako ESO 495-21 nebo LEDA 24171) průměr pouhých 3000 světelných roků, odpovídá její centrální černá díra hmotnosti zhruba jednoho milionu Sluncí. Nepoměr je tedy více než zřejmý. Pro srovnání - naše Galaxie je přibližně 3000x větší, naše vlastní černá díra v centru Mléčné dráhy má hmotnost kolem 4,3 milionů Sluncí. 

Vědci si už před několika lety všimli, že se v centru této malé galaxie dějí zvláštní věci. Až vesmírný Hubbleův dalekohled ale vyjasnil, o jaké jevy jde. 

Hvězdná kolébka

Černé díry máme v povědomí jako objekty pohlcující hmotu, která se dostane do jejich blízkosti. Hvězdy, které se k nim přiblíží, jsou doslova rozervány na kusy. V galaxii Henize 2-10 probíhají ale i přesně opačné procesy. Černá díra tu nové hvězdy … tvoří. Jak je to možné?

Celá věc je vlastně jednoduchá a logická. Vědci objevili (na vesmírné poměry) tenký výtrysk rozžhavené hmoty, která spojuje tamní černou díru a oblast, ve které se tvoří nové hvězdy. Je dlouhý přibližně 230 světelných roků. 

Samotný výtrysk hmoty, která opouští polární regiony tohoto extrémně hmotného objektu, by ke vzniku hvězd samozřejmě nestačil. V trpasličí galaxii Henize 2-10 ale náhodou narazil na koncentrovaná a hustá oblaka vesmírného plynu. Výtrysk hmoty jim zjevně dodal potřebný impuls, takže se v něm začaly tvořit nové hvězdy. 

Přitom se jedná o efekt, který je celkem vzácný. Hmota, která odlétá od černé díry, totiž nesmí mít příliš vysokou energii. Pokud by měla relativistickou rychlost (tedy rychlost, přibližující se rychlosti světla), zahřála by okolní oblaka plynu na teplotu, která vylučuje schopnost vytvářet nové hvězdy. 

K tomu, aby mohly hvězdy vznikat, musí mít oblak plynu totiž právě takové parametry, aby se mohl dále ochlazovat. Ochlazování je důležitý prvek, bez něhož nedochází k dalšímu zhušťování plynu, nutnému k pozdějšímu zažehnutí termonukleární reakce. 

Rychlost materiálu, který odvrhuje běžná velice hmotná černá díra je zpravidla  příliš vysoká na to, aby takový materiál mohl dovolit vznik nových hvězd. Obří černé díry mají magnetická pole odpovídající síly - a urychlují odvrhovanou hmotu na patřičně vysokou rychlost. 

Konkrétně v případě černé díly v jádře trpasličí galaxie Henize 2-10 se jedná o rychlost kolem 450 km/s. Je tak tedy řádově desetkrát vyšší, než jakou mají běžná tělesa ve Sluneční soustavě, přesto je to rychlost, která se ani vzdáleně nepřibližuje rychlosti světla. 

Zdá se tedy, že jsme měli hned dvojnásobné štěstí. Nejen, že Hubbleův teleskop objevil vhodnou černou díru - a výtrysky hmoty, které vysílá do svého okolí mají příhodnou (relativně nízkou) rychlost. Tento jev se navíc nachází ve vhodné vzdálenosti, kde jej může teleskop dobře pozorovat v dostatečně vysokém rozlišení.