Nejjasnější a nejrychleji rostoucí: Astronomové objevili rekordní kvazar

Kvazary jsou jasná jádra vzdálených galaxií, která pohání supermasivní černé díry. Ty sbírají hmotu z jejich okolí v extrémně energickém procesu a emitují tím ohromné množství světla. Kvazary proto patří mezi nejjasnější objekty na obloze, a to i přes to, že jsou od Země velmi vzdálené.

Obecně platí, že ty nejjasnější z nich ukrývají nejrychleji rostoucí supermasivní černé díry. Hmotnost černé díry v nově identifikovaném rekordním kvazaru roste o ekvivalent jednoho Slunce za den, což z ní dělá nejrychleji rostoucí černou díru vůbec.

500 bilionů Sluncí

„Objevili jsme dosud nejrychleji rostoucí černou díru. Má hmotnost 17 miliard Sluncí a každý den spořádá hmotu o hmotnosti více než jednoho Slunce. Toto z ní dělá nejsvítivější objekt ve známém vesmíru,“ říká Christian Wolf, astronom z Australské národní univerzity (ANU) a vedoucí autor studie publikované v Nature Astronomy. Kvazar, označovaný jako J0529-4351, se nachází tak daleko od Země, že jeho světlu trvá přes 12 miliard let, než k nám dorazí.

Hmota, jež je ve tvaru disku přitahována k jeho černé díře, vyzařuje tolik energie, že je kvazar J0529-4351 přes 500 bilionkrát svítivější než Slunce. „Všechno toto světlo přichází z horkého akrečního disku, který měří sedm světelných let v průměru – zřejmě musí jít o největší akreční disk ve vesmíru,“ říká student doktorského studia na ANU a spoluautor studie Samuel Lai. Sedm světelných let je přibližně 15 000krát vzdálenost mezi Sluncem a oběžnou dráhou Neptunu.

Jak se hledá superkvazar

Hledání kvazarů vyžaduje velmi kvalitní data z velkých oblastí oblohy. Výsledné datové soubory jsou tak velké, že se výzkumníci často musí obracet na modely strojového učení, aby data zanalyzovaly a rozlišily kvazary od jiných nebeských objektů. Nicméně tyto modely jsou trénovány na již existujících datech, což omezuje potenciální kandidáty na objekty podobné těm, které jsou již známé. Tedy pokud je nový kvazar svítivější než jakýkoliv dříve pozorovaný, program jej může zavrhnout a zaměnit jej za hvězdu nepříliš vzdálenou od Země.

To se ostatně stalo i v případě rekordního kvazaru – poprvé se objevil na snících celooblohové přehlídky Schmidt Southern Sky Survey z roku 1980. Automatizovaná analýza dat ze satelitu Gaia Evropské vesmírné agentury jej ale vyřadila, jelikož jej považovala za příliš jasný a označila ho za hvězdu. 

Výzkumníci kvazar správně identifikovali teprve minulý rok, díky pozorování 2,3metrového dalekohledu Australské národní univerzity na observatoři Siding Spring. Zjištění, že jde o nejsvítivější kvazar, jaký byl kdy pozorován, vyžadovalo ale větší dalekohled a měření přesnějšími přístroji. Spektrograf X-shooter na ESO VLT v chilské poušti Atacama tato klíčová data poskytl.

Studium vzdálených supermasivních černých děr nám může pomoct osvětlit některé záhady raného vesmíru, včetně toho, jak vznikly jejich hostitelské galaxie i ony samotné. Ale to není jediný důvod, proč po nich vědci pátrají. „Osobně mám prostě rád hádanky,“ říká Christian Wolf. „Na pár minut denně si zase připadám jako dítě hledající poklad, a zároveň přináším na stůl vše, co jsem se od té doby naučil.“