Nejvzdálenější kvasar. Kredit: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

Ve vesmíru je spousta supermasivních černých děr. Prakticky v každé galaxii sedí jedna taková. Ale supermasivní černá díra, kterou nedávno detekoval mezinárodní tým astronomů, je velmi výjimečná. Tohle monstrum, které se nalézá v nitru extrémně jasného kvasaru, na nás září z vesmíru, kterému bylo tak asi 690 milionů let. A to je docela velký problém. Asi nikoho nepřekvapí, že tohle musel uveřejnit prestižní časopis Nature.

Eduardo Bañados. Kredit: Carnegie Institution for Science.

Nejde ani tak o to, že je to nejvzdálenější supermasivní černá díra, kterou jsme zatím našli. To je hodno obdivu. Problém je v tom, že tahle gigantická černá díra by neměla v tak mladém vesmíru co dělat. Jenomže tam je. Celou svoji vahou 800 milionů Sluncí, čímž mimochodem asi 200 krát přesahuje supermasivní černou díru Mléčné dráhy. Astrofyzici na ni nejspíš jenom tak tiše zírají a přemýšlejí, co s ní.

Podle člena badatelského týmu Roberta Simcoeho z Kavliho institutu MIT pro astrofyziku a výzkum vesmíru to je vážně podpásovka. Takhle extrémně hmotný objekt by v tak velice mladém vesmíru neměl existovat. Doopravdy neměl. Máme tu záhadu supermasivních proporcí.

Supermasivní černá díra z úsvitu vesmíru. Kredit: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

Odborníci moc nechápou ani to, jak se mohla taková černá díra objevit v prostředí, v němž právě probíhala změna vesmíru plného neutrálního vodíku na vesmír s ionizovaným vodíkem. Pokud to celé není nějaké vesmírné šálení smyslů, tak tu podle všeho mluvíme o supermasivní černé díře, kterou pozorujeme ve vesmíru tak asi napůl ionizovaném. Právě v té době se první galaxie klubaly z kokonů neutrálního vodíku a začínaly prosvěcovat vesmír září svých prvních hvězd. Podle Simcoeho je právě stáří této supermasivní černé díry zatím nejpřesnějším odhadem doby, kdy se rozžehly první hvězdy v galaxiích, tedy éry reionizace.

Logo experimentu FIRE. Kredit: MIT.

Šťastným lovcem, který jako první pozoroval unikátní supermasivní černou díru, se stal astronom Eduardo Bañados z Carnegie Institution for Science v kalifornské Pasadeně. Během svého výzkumu hledal kvasary z dávných dob v datech z průzkumů oblohy. Nejprve si vytipoval několik zajímavých objektů a pak na ně namířil zařízení FIRE (Folded-port InfraRed Echellette), které je instalované na 6,5 metrových Magellanových teleskopech v Chile. FIRE  je spektrometr, kterým je možné analyzovat objekty vzdáleného vesmíru pomocí jejich infračerveného spektra.

Bañados a jeho kolegové s přístrojem FIRE zjistili, že jedním z vytipovaných objektů je kvasar s rudým posuvem z = 7,5. To znamená, že tenhle kvasar pozorujeme ve vzdálenosti asi 13 miliard světelných let, jak vypadal asi 690 milionů let po Velkém třesku. Simcoe prohlásil, že taková supermasivní černá díra nemohla vzniknout ze zárodku, například po zhroucení gigantické hvězdy, a vyrůst za tak krátkou dobu do hmotnosti 800 milionů Sluncí. Něco takového prý není možné. V tuhle chvíli nejspíš vůbec nikdo netuší, jak se tam ten kvasar vlastně vzal. 

Video:  Magellan Telescopes & FIRE

Literatura
MIT News 6. 12. 2017, Nature online 6. 12. 2017.