První pozorování okraje disku u supermasivní černé díry naznačují jeho velikost

30. 08. 2023

Černé díry

Astronomové pomocí teleskopu Gemini North poprvé detekovali dvě infračervené emisní čáry v akrečním disku supermasivní černé díry v jádru galaxie III Zw 002. Tyto čáry pocházejí z vnitřní a vnější oblasti akrečního disku tvořeného materiálem, který padá do centrálního objektu.

Černá díra, ilustrace

Na obrázku je znázorněna hmota rotující kolem černé díry.

Image credit: NASAs Goddard Space Flight Center

Akreční disky vědcům napovídají více o černých dírách, kolem kterých rotují. Obsahují materiál zachycený gravitací centrálního objektu, který s přibližováním ke středu rotuje stále rychleji. 

Jejich přímé pozorování je však obtížné, protože jsou většinou příliš daleko a relativně malé. Ke svému studiu proto vědci používají studium spektra světla, které z bezprostředního okolí černé díry vychází.

Výsledky výzkumu naznačují velikost disku v galaxii III Zw 002 kolem 52 světelných dní (zhruba 9 tisíc AU). Disk má sklon 18 stupňů a supermasivní černá díra v této galaxii je 400 až 900 milionkrát hmotnější než Slunce.

Černé díry, kategorie

Černé díry jsou masivní kompaktní objekty s tak silnou gravitací, že z nich nedokáže uniknout ani světlo. To ale neznamená, že jsou všechny stejné. Vědci rozlišují tři (až pět) základních kategorií černých děr, které se od sebe liší svou hmotností i vznikem:

  
Černé díry hvězdné velikosti (kolapsary) - mají hmotnost jednotek až desítek Sluncí a vznikají při kolapsu masivní hvězdy. Proces, při kterém vzniká černá díra hvězdné velikosti, se označuje jako hypernova a je doprovázena zábleskem gama záření.
  
Černé díry střední velikosti - dosahují hmotnosti mezi 100 a miliónem slunečních hmotností. Zřejmě nevznikají přímo z hvězd, ale spojením menších černých děr. Tato třída černých děr byla po dlouhou dobu pouze teoretická, protože se astronomům nepodařilo najít žádný konkrétní objekt, který by do této kategorie zapadal. První známou černou dírou střední velikosti se nakonec stal objekt objevený pomocí gravitačních vln (signál GW190521)
  
Supermasivní černé díry - nachází se v jádrech galaxií a mají miliony až miliardy hmotností Slunce. V jádru naš vlastní galaxie dřímá supermasivní černá díra Sagittarius A* s hmotností kolem 4 milionů Sluncí.
  
Ultramasivní černé díry (superobří černé díry) - další uvažovanou kategorií jsou ultramasivní černé díry, které mohou mít hmotnost 10 až 100 miliard Sluncí.
  
Neuvěřitelně velké černé díry (Stupendously LArge Black holeS, SLABS) - Nedávno přišli vědci s pátou kategorií černých děr, jejichž hmotnost přesahuje 100 miliard Sluncí.