Hojnost černých děr v centru naší Mléčné dráhy neboli Galaxie

Černé díry v centru Mléčné dráhy, první pozorovací důkaz z rentgenové observatoře Chandra

Astronomové nalezli první přímý důkaz toho, že se v blízkosti centra Mléčné dráhy nacházejí tisíce černých děr. Vyplývá to z analýzy dat rentgenové observatoře Chandra, kterou na protáhlou oběžnou dráhu kolem Země (11 650 - 137 170 km) vynesl 23.7.1999 raketoplán Kolumbia během mise STS-93.

Nově objevené černé díry jsou stelárními černými dírami s hmotností 3 až 5násobku hmotnosti Slunce (M_S). Detekované černé díry byly objeveny (v kosmických měřítcích) ve velice těsném prostoru - v okruhu pouhých tří světelných let od centrální supermasivní černé díry, která dosahuje hmotnosti okolo 4,5 miliónů M_S a je známá jako rádiový zdroj Sagittarius A.

Teoretické studie dynamiky hvězd v galaxii předpovídaly, že velká část stelárních černých děr by se mohla přesouvat dovnitř Galaxie a shromažďovat se kolem centrální černé díry Sagittarius A. Až nedávná analýza dat získaných rentgenovou observatoří Chandra přinesla první pozorovací důkaz takovýchto černých děr.

Čtěte také: Černá díra v centru Mléčné dráhy hladoví již 6 miliónů let

Samotnou černou díru pozorovat nemůžeme. Je-li však černá díra a nebo neutronová hvězda členem binárního systému, může ze svého společníka vysávat plyn. Tento "ukradený" materiál v podobě spirálujícího disku se ohřívá až na milióny stupňů a silně září v rentgenové oblasti spektra. A právě některé z takovýchto binárních rentgenových systémů zachytila Chandra jako bodové zdroje.

Tým výzkumníků, vedený Chuckem Haileyem z Kolumbijské univerzity, použil data z Chandry k hledání rentgenových binárních systémů obsahujících černé díry, které se nacházejí v blízkosti zdroje Sagittarius A. Studovali spektra rentgenových paprsků zdrojů, které se nacházejí do vzdálenosti 12 světelných let od centrální černé díry.

Tým pak vybral zdroje, které se podobají známým zdrojům rentgenového záření a které září převážně na nižších energetických hladinách (v měkkých rentgenových paprscích). Pomocí této metody objevili 14 binárních systémů v okruhu tří světelných let od Sagittarius A. Dva z binárních rentgenových zdrojů zřejmě obsahují neutronové hvězdy, proto byly ze studie vyloučeny.

Zbývajících 12 binárních rentgenových zdrojů je na obrázku vyznačeno s pomocí červených kroužků. Další zdroje s převahou tvrdých rentgenových paprsků jsou vyznačeny žlutými kroužky. Většinou jde o binární systémy obsahující bílého trpaslíka.

Heiley s týmem dospěli k závěru, že většina ze studovaného tuctu binárních rentgenových zdrojů obsahuje s největší pravděpodobností černé díry. Variabilita záření na časové ose několika let se liší od očekávaného chování binárních systémů obsahujících neutronové hvězdy.

Pouze nejsvítivější rentgenové binární systémy s černými dírami jsou v okolí Sagittarius A detekovatelné. Studie naznačuje, že v okolí centrální supermasivní černé díry může existovat 300 až 1 000 binárních systémů obsahujících černé díry. Avšak v okolí Sagittarius A se mohou nacházet i osamocené černé díry bez hvězdných průvodců. Podle následné teoretické práce A. Generozova a jeho kolegů z Kolumbijské univerzity by se v centru Mléčné dráhy mohlo nacházet 10 000 až 40 000 černých děr.

Zatímco autoři studie, které byla publikována 5. dubna v časopise Nature, silně upřednostňují k vysvětlení zdrojů rentgenového záření binárních systémů černé díry, nelze vyloučit, že až polovinu z pozorovaných zdrojů mají na svědomí milisekundové pulsary. Tedy rychle se otáčející neutronové hvězdy se silnými magnetickými poli.

• Zdroj: Black Hole Bounty Captured in the Milky Way Center

Další související články: