Simulace supernovy megahvězdy mladého vesmíru. Kredit: Ke-Jung Chen/Minnesota Institute for Astrophysics

V centrech galaxií se nacházejí supermasivní černé díry. Jsou to neviděná monstra, jejichž hmotnost obvykle odpovídá milionům Sluncí. Někdy i miliardám Sluncí. Něco takového je obtížně si byť jen představit, ale vesmír už je takový. Můžete v něm najít prakticky úplně všechno. Potíž je v tom, že veliké supermasivní černé díry pozorujeme ve velmi mladém vesmíru. Tak mladém, že by podle stávajících teorií vzniku černých děr neměly za tu dobu šanci „vyrůst“.

Takashi Moriya. Kredit: DIAS (The Dublin Institute for Advanced Studies).

Takashi Moriya z japonské National Astronomical Observatory of Japan a jeho spolupracovníci nalezli zajímavou „zkratku“, která by mohla změnit situaci. Zárodky supermasivní černých děr by podle nich mohly vniknout při zániku monumentálních prvotních hvězd, mnohem větších než dnešní největší známé hvězdy. Tyto prvotní hvězdy podle nich explodovaly jako megasupernovy. Pozůstatky těchto fascinujících explozí bychom prý mohli časem nalézt díky nové generaci teleskopů.

V současné době si obvykle představujeme, že prvotní hvězdy měly hmotnost asi 100 až 200 Sluncí. Záhy měly explodovat jako supernovy a vytvořit černé díry, které by začaly hltat okolní hmotu. To si představíme vcelku snadno, protože podobné hvězdy, byť vzácně, existují i dnes.

Všemi očekávaný vesmírný teleskop Jamese Webba. Kredit: NASA / Wikimedia Commons.

Jenže, podle toho, co o černých dírách, jejich vývoji a vesmíru víme, je nepravděpodobné, že by tímto stylem mohly vzniknout gigantické supermasivní černé díry v mladém vesmíru. Málo času a málo „potravy“. A my je tam přesto pozorujeme.

Moriya a spol. se domnívají, že na počátku vesmíru vznikl určitý počet megahvězd, o hmotnosti desítek tisíc Sluncí. Na rozdíl od jiných příznivců tohoto konceptu ale mají za to, že se nezhroutily do veliké černé díry bez exploze supernovy. Simulovali si záření takové supernovy a došli k závěru, že by mělo jít o velmi jasné události, jejichž záře bude výrazně posunutá červeným posuvem, tedy k červenému konci spektra.

Nezajímavější je, že by tuto záři, pokud existuje, měly detekovat teleskopy nové generace, které mohou zachytit blízce infračervené záření. Takovým teleskopem se stane například James Webb Space Telescope, který by se měl vydat do vesmíru letos na podzim. Badatelé věří, že by mohl detekovat dosvit zmíněných supernov megahvězd z úsvitu vesmíru a tím ověřit jejich hypotézu. Uvidíme, jak to dopadne.

Video: Takashi Moriya | Light-curve and spectral properties of ultra-stripped core-collapse supernovae

Literatura

ASIAA 10. 3. 2021.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society online 4.3. 2021.

The Dublin Institute for Advanced Studies