Objav pomáha osvetliť formovanie čiernych dier, smrť hviezdy a gravitačné vlny.

Pokiaľ ide o oblasť výskumu čiernych dier, zdá sa, že sa tu deje vždy niečo nové a vzrušujúce.

V roku 1922 Albert Einstein prvýkrát vydal svoju knihu vysvetľujúcu teóriu všeobecnej relativity, ktorá predpokladala existenciu čiernych dier. Teraz o sto rokov neskôr zhotovili astronómovia snímky čiernej diery v strede našej Galaxie (Mliečnej cesty). V nedávno vydanom článku opisuje tím astronómov ďalší nový vzrušujúci objav: prvú „spiacu“ čiernu dieru pozorovanú mimo Galaxie.

Čiernym dieram, ktoré nevyžarujú žiadne detekovateľné svetlo, hovoríme spiace čierne diery. Nájsť ich je nesmierne ťažké. Tento nový objav je obzvlášť vzrušujúci tým, že nám umožňuje nahliadnuť na formovanie a vývoj čiernych dier, porozumieť gravitačným vlnám a iným záhadám vesmíru.

Čo je presne VFST 243 zač?

VFTS 243 je binárny systém, čo znamená, že sa skladá z dvoch objektov obiehajúcich okolo spoločného ťažiska. Prvým objektom je veľmi horúca modrá hviezda s 25-násobnou hmotnosťou Slnka a druhým je čierna diera deväťkrát hmotnejšia ako Slnko. VFTS 243 sa nachádza v hmlovine Tarantula vo Veľkom Magellanovom mračne, satelitnej galaxii našej Galaxie (Mliečnej cesty) vo vzdialenosti asi 163 000 ly (svetelných rokov).

Čierna diera vo VFTS 243 sa považuje za spiacu, pretože nevyžaruje žiadne detekovateľné žiarenie. To je v ostrom kontraste s inými binárnymi systémami, kde z oblasti okolia čiernych dier pozorujeme silné röntgenové žiarenie.

Čierna diera s priemerom približne 54 km je oproti asi 200 000-krát väčšej žiarivej hviezde len trpaslíkom. Obe telesá sa rýchlo otáčajú okolo spoločného ťažiska. Dokonca aj v najvýkonnejších ďalekohľadoch sa systém vizuálne javí ako jediná modrá bodka.

Hľadanie spiacich čiernych dier

Astronómovia majú podozrenie, že v našej Galaxii a vo Veľkom Magellanovom mraku existujú stovky takýchto binárnych systémov s čiernymi dierami, ktoré nevyžarujú röntgenové lúče. Čierne diery sú najľahšie viditeľné, keď gravitačne nabaľujú hmotu zo sprievodnej hviezdy.

Pri tomto procese sa okolo čiernej diery vytvára disk plynu a prachu. Keď materiál z disku padá smerom k čiernej diere, trenie zahrieva akrečný disk na milióny stupňov. Takto horúca látka silno vyžaruje v röntgenovom spektre. Prvou takto objavenou čiernou dierou je známy systém Cygnus X-1.

Astronómovia už roky vedia, že VFTS 243 je binárny systém. Nebolo však jasné, či ide o dvojicu hviezd alebo tanec medzi hviezdou a čiernou dierou. Aby vedci zistili, ako to naozaj je, museli urobiť spektrálnu analýzu objektu.

Tá odhalila, že svetlo z VFTS 243 pochádzalo z jedného zdroja, nie z dvoch samostatných hviezd. Keďže zo spoločníka hviezdy nevychádza žiadne detegovateľné žiarenie, jediným možným záverom bolo, že druhé teleso v dvojhviezde je čierna diera. Prvá spiaca čierna diera objavená mimo Galaxie.

Prečo je VFTS 243 dôležitý?

Väčšina čiernych dier s hmotnosťou menšou ako 100 Sĺnk vzniká kolapsom hmotnej hviezdy, pri ktorom často dochádza k ohromnému výbuchu známemu ako supernova.

Skutočnosť, že v systéme VFTS 243 sú čierna diera a hviezda na kruhovej obežnej dráhe, je silným dôkazom toho, že nedošlo k explózii supernovy, ktorá by inak mohla čiernu dieru vyhodiť zo systému – alebo prinajmenšom narušiť obežnú dráhu. Namiesto toho sa zdá, že pôvodná hviezda sa zrútila priamo a vytvorila čiernu dieru bez výbuchu.

Obria hviezda v systéme VFTS 243 bude žiť len ďalších 5 miliónov rokov, čo je v rámci astronomických časových intervaloch len žmurknutie oka. Smrť hviezdy by mala viesť k vytvoreniu ďalšej čiernej diery, ktorá premení systém VFTS 243 na dvojitú čiernu dieru.

Dodnes zaznamenali astronómovia takmer 100 udalostí splynutia páru čiernych dier v binárnom systéme, pri ktorých dochádza ku generovaniu gravitačných vĺn deformujúcich časopriestor. Stále však ostáva neznáme, ako sa tieto binárne systémy čiernych dier rodia. Preto sú systémy ako VFTS 243 pre budúci výskum také dôležité. Príroda má možno zmysel pre humor, pretože čierne diery sú najtemnejšie objekty aké poznáme. Nevyžarujú síce žiadne svetlo, no osvetľujú chápanie základov vesmíru.