Výstřednosti temných monster: Největší, nejmenší a kanibalské černé díry
Jejich ohromující gravitace neodolatelně přitahuje i naši pozornost. Černé díry představují fascinující extrémní objekty, v nichž přestávají platit fyzikální zákony. A jako by to nestačilo, vyznačují se mnoha výstřednostmi, jež nesmírně dráždí naši fantazii
NEJVĚTŠÍ
Za hranicí představivosti
Téměř všechny hvězdné ostrovy ukrývají ve svém středu supermasivní černou díru. Jednu takovou pozorovali astronomové v roce 2011 v galaxii NGC 4889. Jedná se o nejjasnější členku kupy galaxií Coma a od Země ji dělí 335 milionů světelných let. Hmotnost černé díry v jejím centru byla podle prvních pozorování ohromující – deset miliard hmotností Slunce. Poloměr horizontu událostí takového monstra se rovná zhruba pětinásobku vzdálenosti Pluta od naší centrální stálice. Později vědci hmotnost černé díry upřesnili na 21 miliard ekvivalentů Slunce, čímž asi 5 200krát překonává svůj protějšek v nitru Mléčné dráhy.
Od roku 2011 dokázali astronomové objevit několik ještě větších supermasivních černých děr. V centru superobří eliptické galaxie Holmberg 15A, v kupě Abell 85, se ukrývá monstrum o 40 miliardách hmotností Slunce. Uvedenou hodnotu však dál předčí gigant ve středu extrémně jasného kvazaru TON 618: Vědecké odhady u něj hovoří o 66 miliardách slunečních hmotností.
Obry s hmotností více než deset miliardkrát převyšující hmotnost Slunce astronomové často označují jako „ultramasivní černé díry“. Existovat by však prý mohly i varianty přesahující 100 miliard hmotností Slunce. Zatím ovšem nebyly pozorovány, proto zůstávají otázkou teorie a vědci pro ně používají termín „nesmírně obrovské černé díry“.
NEJMENŠÍ
Nepatrná, ale nelítostná
Astronomové dlouho znají hvězdné černé díry o 5–10 hmotnostech Slunce. Teprve v posledních letech se však podařilo objevit ještě menší zástupce dané kategorie. Na základě nových dat vědci identifikovali obří stálici s označením 2MASS J05215658+4359220, o níž se domnívali, že obíhá kolem neviditelného hmotného průvodce. Pozoruhodný binární systém s periodou oběhu 83 dnů se nachází v souhvězdí Vozky. Průvodce hvězdy nevyzařuje viditelné světlo, ale ani rentgenové záření. Z toho plyne, že se jedná o černou díru, jež se v současné době „nekrmí“ žádným materiálem. Na základě nových údajů stanovili odborníci její hmotnost na 3,5 ekvivalentu Slunce – je tedy neinteragující a málo hmotná.
Dosud nejmenší známý objekt uvedeného druhu, s katalogovým označením IGR J17091-3624, může mít ovšem ještě nižší hmotnost než tři ekvivalenty naší centrální stálice. Řadil by se tak do blízkosti teoretické minimální hranice potřebné pro vznik stabilní černé díry. A třebaže je relativně nepatrný, vypadá nelítostně: Hvězdné větry v jeho blízkosti dosahují až 3 % rychlosti světla – což představuje nejvyšší zatím pozorovanou hodnotu u hvězdné černé díry – a odnášejí značné množství hmoty.
KANIBALOVÉ
Bouřlivé splynutí
Černé díry pohlcují vše, co se k nim dostatečně přiblíží, a to i samy sebe navzájem. Zatím nejtěsnější dvojici supermasivních černých děr nalezli astronomové roku 2017 v galaxii NGC 7674, kterou dělí od Země 400 milionů světelných let. Vzdálenost mezi oběma monstry nedosahuje ani jednoho světelného roku a časem splynou v jediný objekt, za odpovídající emise gravitačních vln.
V posledních pěti letech se vědcům daří registrovat gravitační vlny vznikající při splynutí hvězdných černých děr, přičemž první úspěch přišel v roce 2015. Zasloužily se o to detektory LIGO alias Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory v USA a Virgo v Itálii. Astronomové předpokládají, že spolu s budováním dalších podobných zařízení a zvyšováním jejich citlivosti poroste také počet identifikovaných případů splynutí černých děr, a to až na několik denně.
OSTŘELOVAČI
Černé díry s projektily
Pod označením „černá díra“ si typicky představíme objekt vytrvale nasávající hmotu ze svého okolí. Astronomové ovšem zjistili, že ji mohou černé díry také doslova vystřelovat pryč. Objekt s označením H1743-322, ležící 28 tisíc světelných let od Země a dosahující 5–10 hmotností Slunce, takto odpaluje gigantické „projektily“ plynu pohybující se téměř čtvrtinou rychlosti světla.
V naší Galaxii pak vědci pomocí rentgenové observatoře XMM-Newton zkoumali černou díru hvězdného typu, známou jako 4U1630-47. Satelit zaregistroval doslova koktejl různorodých částic vyvrhovaných z jejích polárních oblastí. Směrem k nenasytnému monstru proudí hmota z jeho průvodce, vytváří rotující disk a zahřívá se na tak vysoké teploty, že svítí v oboru rentgenového záření. Černé díry však mohou patřit k vybíravým jedlíkům: Nespolykají veškerý dopadající materiál a někdy jeho část vyvrhnou v podobě dvou mohutných protisměrných polárních výtrysků, tzv. jetů, jež obsahují elektrony pohybující se rychlostí blízkou rychlosti světla. A právě to je případ objektu 4U1630-47.
Černé díry ovšem zřejmě nevystřelují jen hmotu, nýbrž také celé hvězdy. Astronomové pozorovali stálice pohybující se takovou rychlostí, že dokážou z Galaxie uniknout. Pravděpodobné vysvětlení zní, že se k supermasivní černé díře v nitru Mléčné dráhy přiblížila dvojhvězda, přičemž jednu složku monstrum pohltilo a druhou naopak vymrštilo z našeho ostrova ven.
Zemi nejbližší
Astronomové z Evropské jižní observatoře (ESO) nalezli černou díru s hmotností minimálně čtyřnásobku Slunce, která leží asi jen tisíc světelných let od Země. Jedná se tak o nejbližší identifikovaný objekt svého druhu. Tvoří součást trojčlenného systému HR 6819, jehož stálice lze na jižní obloze spatřit pouhýma očima. Badatelé našli důkazy přítomnosti temného obra díky pečlivému sledování pohybu jeho hvězdných souputníků pomocí dalekohledu ESO na observatoři La Silla v Chile. Odhalená soustava podle nich možná tvoří jen špičku ledovce a v budoucnu bychom mohli objevit řadu podobných objektů.
