První dvojhvězda v blízkosti supermasivní černé díry v naší Galaxii

„Černé díry nejsou tak destruktivní, jak jsme si mysleli,“ říká Florian Peißker, vědecký pracovník z univerzity v německém Kolíně nad Rýnem a hlavní autor studie, která byla právě zveřejněna v časopise Nature Communications. Dvojhvězdy, tedy dvojice hvězd obíhajících kolem sebe, jsou ve vesmíru velmi časté, ale nikdy předtím nebyly nalezeny v blízkosti supermasivní černé díry, kde může intenzivní gravitace způsobit nestabilitu hvězdných systémů.

Objev první dvojhvězdy v blízkosti supermasivní černé díry v naší Galaxii dokládá, že některé dvojhvězdy mohou krátce prosperovat i za destruktivních podmínek. D9, jak se nově objevená dvojhvězda jmenuje, byla objevena právě včas: její stáří se odhaduje na pouhých 2,7 milionu let. A silné gravitační působení blízké černé díry pravděpodobně způsobí její splynutí v jedinou hvězdu během pouhého milionu let, což je pro tak mladý systém velmi krátká doba.

„V kosmickém časovém měřítku jde o opravdu krátké okno pro pozorování takového binárního systému - a nám se to podařilo!“ vysvětluje spoluautorka Emma Bordier, vědecká pracovnice rovněž z Kolínské univerzity.

Dvojhvězdy u supermasivních černých děr

Po mnoho let se vědci také domnívali, že extrémní prostředí v blízkosti supermasivní černé díry brání vzniku nových hvězd. Několik mladých hvězd nalezených v těsné blízkosti Sagittarius A* tento předpoklad vyvrátilo. Objev mladé dvojhvězdy nyní ukazuje, že i hvězdné páry mají potenciál vznikat v těchto drsných podmínkách. 

„Systém D9 vykazuje jasné známky přítomnosti plynu a prachu v okolí hvězd, což naznačuje, že by se mohlo jednat o velmi mladý hvězdný systém, který musel vzniknout v blízkosti supermasivní černé díry,“ vysvětluje spoluautor Michal Zajaček, vědecký pracovník Masarykovy univerzity v Brně a Univerzity v Kolíně nad Rýnem. 

Kromě Michala Zajačeka byl součástí týmu i další český astrofyzik Vladimír Karas, který byl v letech 2012–2022 ředitelem Astronomického ústavu Akademie věd ČR.

Nově objevená dvojhvězda byla nalezena v husté hvězdokupě hvězd a dalších objektů obíhajících kolem Sagittarius A*, nazývané hvězdokupa S (S cluster). Nejzáhadnější objekty v této hvězdokupě jsou tzv. objekty typu G, které se chovají jako hvězdy, ale vypadají jako oblaka plynu a prachu.

Právě při pozorování těchto záhadných objektů objevila skupina překvapivý vzorec u objektu D9. Data získaná pomocí přístroje ERIS na VLT v kombinaci s archivními daty z přístroje SINFONI odhalila opakující se změny rychlosti hvězdy, což naznačuje, že D9 jsou ve skutečnosti dvě hvězdy, které obíhají kolem sebe.

Výsledky vrhají nové světlo na to, co by mohly být ony záhadné objekty G. Tým předpokládá, že by se ve skutečnosti mohlo jednat o kombinaci dvojhvězd, které se ještě nesloučily, a zbytků materiálu z již sloučených hvězd.

Přesná povaha mnoha objektů obíhajících kolem Sagittarius A*, stejně jako to, jak mohly vzniknout tak blízko supermasivní černé díry, zůstává záhadou. Brzy by to však mohla změnit modernizace GRAVITY+ na interferometru VLT a přístroj METIS na dalekohledu ESO ELT (Extremely Large Telescope), který se staví v Chile. Obě zařízení umožní týmu provádět ještě podrobnější pozorování galaktického centra, odhalit podstatu již známých objektů a nepochybně odhalit další dvojhvězdy a mladé systémy. 

„Díky našemu objevu můžeme spekulovat o přítomnosti planet, protože ty často vznikají kolem mladých hvězd. Zdá se pravděpodobné, že objevení planet v galaktickém centru je jen otázkou času,“ uzavírá Peißker.