Obří černá díra se probouzí přímo před zraky astronomů

"Představte si, že léta pozorujete vzdálenou galaxii, která se zdá být klidná a neaktivní," říká Paula Sánchez Sáez, astronomka z německé ESO a hlavní autorka studie, která byla přijata k publikaci v časopise Astronomy & Astrophysics. "Najednou se v jejím [jádru] začnou dít dramatické změny jasnosti, které se nepodobají žádným dosud pozorovaným událostem." Přesně to se stalo u jádra SDSS1335+0728, které je nyní klasifikováno jako "aktivní galaktické jádro" (AGN) - jasná kompaktní oblast poháněná masivní černou dírou - poté, co se v prosinci 2019 prudce rozjasnilo [1].

Náhlé rozzáření galaxie mohou způsobit i některé jiné jevy, jako jsou výbuchy supernov nebo slapové rozrušení, kdy se hvězda dostane příliš blízko k černé díře a je roztrhána na kusy. Tyto změny jasnosti však obvykle trvají jen několik desítek nebo nanejvýš několik stovek dní. SDSS1335+0728 je stále jasnější a jasnější více než čtyři roky poté, co bylo poprvé pozorováno její "aktivování". Pozorované změny jsou navíc v této galaxii, vzdálené 300 milionů světelných let v souhvězdí Panny, velmi odlišné od všech dosud pozorovaných, což astronomy navádí k jinému vysvětlení.

Tým se snažil galaxii porozumět pomocí kombinace archivních dat a nových pozorování z několika zařízení, včetně přístrojeX-shooter na ESO VLT v chilské poušti Atacama [2]. Porovnáním dat získaných před prosincem 2019 a po něm zjistili, že SDSS1335+0728 nyní vyzařuje mnohem více světla v ultrafialové, optické a infračervené oblasti. Galaxie také začala v únoru 2024 vyzařovat rentgenové záření. "Takové chování nemá obdoby," říká Sánchez Sáez, který rovněž působí na Millennium Institute of Astrophysics (MAS) v Chile.

"Nejlepší možností, jak vysvětlit tento jev, je, že vidíme, jak [jádro] galaxie začíná být (...) aktivní," říká spoluautorka Lorena Hernández García z MAS a univerzity ve Valparaísu v Chile. "Pokud tomu tak je, bylo by to poprvé, co vidíme aktivaci masivní černé díry v reálném čase."

Ve středu většiny galaxií včetně Mléčné dráhy se nacházejí masivní černé díry, jejichž hmotnost je více než stotisíckrát větší než hmotnost našeho Slunce. "Tyto obří příšery obvykle spí a nebývají přímo pozorovatelné," vysvětluje spoluautor Claudio Ricci z Univerzity Diega Portalese, rovněž v Chile. "V případě SDSS1335+0728 se nám podařilo pozorovat probuzení masivní černé díry, [která] náhle začala hodovat na plynu dostupném v jejím okolí a rozzářila se."

"[Tento] proces (...) nebyl nikdy předtím pozorován," říká Hernández García. Předchozí studie zaznamenaly probuzení galaxie po několika letech, ale toto je poprvé, kdy byl samotný proces pozorován v reálném čase. Ricci, který je rovněž členem Kavliho institutu pro astronomii a astrofyziku na Pekingské univerzitě v Číně, dodává: "To je něco, co by se mohlo stát i naší vlastní černé díře Sgr A*, která se nachází ve středu naší Galaxie," i když není jasné, jak moc je to pravděpodobné.

K vyloučení dalších možných vysvětlení je třeba provést navazující pozorování. Je možné, že jsme svědky neobvykle pomalého slapového rozrušení, nebo dokonce zcela nového jevu. Pokud by se skutečně jednalo o slapové rozrušení, bylo by nejdelší a nejslabší jaké kdy bylo pozorováno. "Bez ohledu na povahu změn poskytuje [tato galaxie] cenné informace o tom, jak černé díry rostou a vyvíjejí se," říká Sánchez Sáez. "Očekáváme, že přístroje jako MUSE na VLT nebo ty na ELT (Extremely Large Telescope), který je nyní ve výstavbě, budou klíčové pro pochopení [proč se galaxie rozjasňuje]."

Poznámky

[1] Neobvyklé změny jasnosti galaxie SDSS1335+0728 byly zjištěny pomocí teleskopu Zwicky Transient Facility (ZTF) v USA. Následně zprostředkovatel ALeRCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events) pod vedením Chile klasifikoval galaxii SDSS1335+0728 jako aktivní galaktické jádro.

[2] Tým shromáždil archivní data ze sond NASA WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) a GALEX (Galaxy Evolution Explorer), z přehlídky 2MASS (Two Micron All Sky Survey), ze Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a z přístroje eROSITA na kosmické observatoři IKI a DLR Spektr-RG. Kromě dalekohledu VLT ESO byla následná pozorování prováděna pomocí dalekohledu SOAR (Southern Astrophysical Research Telescope), observatoře W. M. Kecka a observatoře NASA Neila Gehrelse Swift Observatory a rentgenové observatoře Chandra.

Další informace

Tento výzkum byl prezentován v článku s názvem "SDSS1335+0728: The awakening of a 106M black hole" publikovaném v časopise Astronomy & Astrophysics.

Tým tvoří P. Sánchez-Sáez (Evropská jižní observatoř, Garching, Německo [ESO] a Millenium Institute of Astrophysics, Chile [MAS]), L. Hernández-García (MAS a Instituto de Física y Astronomía, Universidad de Valparaíso, Chile [IFA-UV]), S. Bernal (IFA-UV a Millennium Nucleus on Transversal Research and Technology to Explore Supermassive Black Holes, Chile [TITANS]), A. Bayo (ESO), G. Calistro Rivera (ESO), F. E. Bauer (Instituto de Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; Centro de Astroingeniería, Pontificia Universidad Católica de Chile, Chile; MAS; a Space Science Institute, USA), C. Ricci (Instituto de Estudios Astrofísicos, Universidad Diego Portales, Chile [UDP] a Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Čína), A. Merloni (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Německo [MPE]), M. J. Graham (California Institute of Technology, USA), R. Cartier (Gemini Observatory, NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory, Chile, a UDP), P. Arévalo (IFA-UV a TITANS), R.J. Assel (UDP), A. Concas (ESO a INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Itálie), D. Homan (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Německo [AIP]), M. Krumpe (AIP), P. Lira (Departamento de Astronomía, Universidad de Chile, Chile [UChile], a TITANS), A. Malyali (MPE), M. L. Martínez-Aldama (Department of Astronomy, Universidad de Concepción, Chile), A. M. Munoz Arancibia (MAS a Center for Mathematical Modeling, University of Chile, Chile [CMM-UChile]), A. Rau (MPE), G. Bruni (INAF - Institute for Space Astrophysics and Planetology, Itálie), F. Förster (Data and Artificial Intelligence Initiative, University of Chile, Chile; MAS; CMM-UChile; a UChile), M. Pavez-Herrera (MAS), D. Tubín-Arenas (AIP) a M. Brightman (Cahill Center for Astrophysics, California Institute of Technology, USA).

Evropská jižní observatoř (ESO) umožňuje vědcům z celého světa objevovat tajemství vesmíru ve prospěch všech. Navrhujeme, stavíme a provozujeme pozemní observatoře světové úrovně, které astronomové využívají k řešení vzrušujících záhad vesmíru a šíření fascinace astronomií, a podporujeme mezinárodní spolupráci v oblasti astronomie. ESO bylo založeno jako nadnárodní organizace v roce 1962 a dnes ji podporuje 16 členských států (Belgie, Česká republika, Dánsko, Francie, Finsko, Irsko, Itálie, Německo, Nizozemsko, Polsko, Portugalsko, Rakousko, Spojené království, Španělsko, Švédsko a Švýcarsko), hostitelský stát Chile a Austrálie jako strategický partner. Sídlo ESO a její návštěvnické centrum a planetárium ESO Supernova se nachází nedaleko německého Mnichova, zatímco chilská poušť Atacama, nádherné místo s jedinečnými podmínkami pro pozorování oblohy, je domovem našich dalekohledů. ESO provozuje tři pozorovací stanoviště: La Silla, Paranal a Chajnantor. Na Paranalu provozuje Very Large Telescope a jeho Interferometr, jakož i přehlídkové dalekohledy, jako je VISTA. Na Paranalu bude ESO také hostit a provozovat soustavu Čerenkovových teleskopů (Cherenkov Telescope Array South), největší a nejcitlivější observatoř pro gama záření na světě. ESO společně s mezinárodními partnery provozuje na Chajnantoru observatoř ALMA, která pozoruje oblohu v milimetrovém a submilimetrovém pásmu. Na Cerro Armazones poblíž Paranalu budujeme "největší oko upřené k nebi" - Extremely Large Telescope. Z našich kanceláří v Santiagu v Chile podporujeme naší činnost v zemi a spolupracujeme s chilskými partnery a společností.

Odkazy

• Vědecký článek
• Fotografie VLT
• Přečtěte si více o ELT na zvláštní stránce a v press kitu