Galaxie J0437+2456 s potulnou supermasivní černou dírou. Kredit: Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Supermasivní černé díry obvykle sedí v centru galaxie. Tam buď dělají línou pandu anebo poháněj divoký motor aktivního galaktického jádra, který vyvrhuje nepředstavitelné množství energie. Vědci se ale zároveň domnívají, že se některé supermasivní černé díry mohou v kosmickém prostoru pohybovat, například vzhledem ke své galaxii. Ověřit něco takového ale není snadné.

Dominic Pesce.

Kredit: Harvard University.

Dominic Pesce z Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian a jeho kolegové teď takovou supermasivní černou díru přistihli. Jejich výzkum je doposud nejlepším důkazem, že se tato kosmická monstra opravdu mohou pohybovat vesmírem. Jak říká Pesce, většina supermasivních černých děr opravdu sedí na místě, jako pecka v třešni. Jsou monstrózně těžké, jako miliony a někdy i miliardy Sluncí, takže je extrémně těžké je rozpohybovat. Musí to být vážně velký kopanec.

Pesce a spol. pátrali po pohybujících se supermasivních černých dírách během uplynulých pěti let. Porovnávali pohyb galaxií a pohyb jejich supermasivních černých děr, přičemž hledali případný nesoulad. To by napovídalo, že jde o zajímavou situaci. Pro výzkum si vybrali galaxie, jejichž supermasivní černé díry mají v akrečním disku požírané hmoty velké množství vody. Když totiž voda v akrečním disku krouží kolem černé díry, tak vzniká astrofyzikální maser, v tomto případě paprsek rádiových vln, který připomíná laser. Pozemská síť radioteleskopů s technologií VLBI (Very long baseline interferometry) dokáže s pomocí maseru velmi přesně změřit pohyb dotyčné černé díry, který pak lze porovnat s pohybem galaxie.

Musí to být pořádný kopanec, aby se něco takového pohnulo. Kredit: ESO/M.

Badatelé tímto způsobem analyzovali 10 galaxií. U devíti z nich je supermasivní černá díra v klidu. U té poslední to ale vypadá, že se její supermasivní černá díra opravdu pohybuje. Jde o spirální galaxii J0437+2456, která je od nás vzdálená asi 230 milionů světelných let. Její supermasivní černá díra přitom váží asi 3 miliony Sluncí, což není zase tak odlišné od naší domácí supermasivní černé díry v Mléčné dráze.

Následná pozorování na radioteleskopu Arecibo a teleskopech Gemini potvrdila, že se dotyčná černá díra opravdu ve své galaxii pohybuje. Řítí se tam rychlostí zhruba 49 kilometrů za sekundu. Příčinu tohoto pohybu ale vědci zatím neznají. Ve hře jsou podle nich dvě možnosti, které si dovedeme představit. Podle jedné hypotézy pozorujeme výsledek splynutí dvou supermasivních černých děr, k němuž mohlo dojít po sežrání nějaké galaxie v okolí. Takové splynutí může černé díře udělit zpětný ráz a vyslat ji na pouť galaxií.

Druhou, pro astronomy ještě více vzrušující možností je, že by supermasivní černá díra galaxie J0437+2456 ve skutečnosti byla součástí binárního systému, tedy supermasivní dvojdíry. Takové systémy by sice měly být vzácné, podle vědců ale mohou existovat. Více by měla napovědět další pozorování dotyčné galaxie.

Literatura

Center for Astrophysics 12. 3. 2021.

Astrophysical Journal 909: 141.