Prvá objavená čierna diera je oveľa hmotnejšia

  • Valentín Korinek | 28 Marec 2021
    Galaxie a hlboký vesmír
Pozorovania naznačujú, že známa čierna diera Cygnus X-1 (ilustrovaná, zhlukujúca hmotu zo svojej sprievodnej hviezdy) je takmer 1,5-krát hmotnejšia, ako si astronómovia mysleli. (Medzinárodné centrum pre výskum rádio astronómie)
Nové pozorovania čiernej diery s názvom Cygnus X-1 naznačujú, že čierna diera váži asi 21-krát viac ako Slnko, teda je takmer 1,5-krát ťažšia v porovnaní s predošlými odhadmi. Toto zistenie snáď pomôže astronómom prehodnotiť, ako sa vyvíjajú niektoré hviezdy formujúce čiernu dieru.

Vedieť, koľko hmoty stratia hviezdy počas svojho života prostredníctvom hviezdnych vetrov, je dôležité pre pochopenie toho, ako tieto hviezdy obohacujú svoje okolie o ťažké prvky. Je to tiež kľúčové pre pochopenie zostávajúcej hmoty po tom, keď explodujú a premenia sa na čierne diery.

Posledná nameraná hmotnosť Cygnus X-1 pomocou Very Long Baseline Array alebo VLBA vrhá nový pohľad na tento objekt. Táto sieť 10 rádiových antén sa rozprestiera po celých Spojených štátoch, od Havaja po Panenské ostrovy a tvorí tak spoločne rozhlasovú anténu veľkosti kontinentu. V roku 2016 VLBA sledovala lúče materiálu chrliaceho z čiernej diery Cygnus X-1 po dobu šiestich dní. Tieto pozorovania ponúkli jasný pohľad na to, ako sa pozícia čiernej diery vo vesmíre v priebehu času zmenila. To zase pomohlo vedcom spresniť odhadovanú vzdialenosť  Cygnusu X-1.

Nové pozorovania naznačujú, že Cygnus X-1 je od Zeme vzdialený asi 7200 svetelných rokov, než predchádzajúci odhad, ktorý bolo cca 6000 svetelných rokov. To znamená, že hviezda v systéme Cygnus X-1 je oveľa jasnejšia, a teda väčšia, ako si astronómovia mysleli. Hviezda je asi 40,6-krát hmotnejšia ako Slnko. Čierna diera musí byť teda tiež hmotnejšia, aby vysvetlila svoje gravitačné pôsobenie na tak hmotnú hviezdu. Čierna diera váži okolo 21,2 krát viac ako Slnko. Doteraz bola odhadovaná na 14,8 slnečných hmôt.

Niekedy sa hviezdy rodia s pomerne vysokými hmotnosťami. Existujú pozorovania hviezd s hmotnosťou viac ako 100 slnečných hmôt pri svojom zrode. Predpokladá sa však, že takéto obrovské hviezdy zhodia veľkú časť svojej hmotnosti prostredníctvom hviezdnych vetrov a potom sa premenia na čierne diery. Čím je hviezda hmotnejšia a čím viac ťažkých prvkov obsahuje, tým sú jej hviezdne vetry silnejšie. Takže v galaxiách bohatých na ťažké prvky, ako je napríklad Mliečna cesta, sa veľké hviezdy  bez ohľadu na ich počiatočnú hmotnosť zmenšia na asi 15 slnečných hmôt, než sa zrútia do čiernych dier.

Čierna diera Cygnus X-1 s hmotnosťou 21 sĺnk však myšlienku podkopáva. Detektory gravitačných vĺn LIGO a Panna objavili v iných galaxiách čierne diery vážiace desiatky slnečných hmôt. Ale je to pravdepodobne preto, lebo LIGO nahliada do vzdialených galaxií, ktoré existovali vo vesmíre oveľa skôr. V tom čase existovalo menej ťažkých prvkov, takže hviezdny vietor bol slabší. S novým meraním Cygnus X-1 sa teda vynárajú na povrch len ďalšie otázky ako je možné, že táto čierna diera je tak hmotná.