Galaktická bouře černé díry na úsvitu vesmíru. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

Supermasivní černé díry raného vesmíru nás nepřestávají dráždit. Už jenom jejich existence je výsměchem našim teoriím o vzniku černých děr. A když na to přijde, tak to dovedou pořádně rozjet. Chilská soustava radioteleskopů ALMA v malebné poušti Atacama nedávno objevila vpravdě titánskou galaktickou bouři, kterou rozpoutala supermasivní černá díra před 13,1 miliardami let. Je to nejstarší známá událost tohoto typu a také doklad, že supermasivní černé díry ovlivňují vývoj galaxií prakticky od počátku vesmíru.

Teleskop Subaru. Kredit: Denys / Wikimedia Commons.

Ve většině galaxií sedí supermasivní černé díry. Jejich hmotnost se počítá na statisíce, miliony a někdy i miliardy Sluncí. Velmi zvláštní je, že hmota těchto černých děr je zhruba proporční vůči hmotě centrální oblasti galaxie, i když se jejich velikosti liší cca o 10 řádů. Podle odborníků to znamená, že galaxie a jejich supermasivní černé díry rostou a vyvíjejí se společně. Otázkou je, jakým způsobem spolu interagují.

Mohly by v tom být právě galaktické bouře. Jde o to, že supermasivní černé díry občas „vyvrhnou“, tedy ve svém blízkém okolí rozpohybují, obrovská množství hmoty. Tahle hmota bývá urychlována na ohromné energie a řítí se směrem od supermasivní černé díry. Přitom zběsile září a odtlačuje okolní hmotu dál od supermasivní černé díry. Tak vypadají galaktické bouře.

ALMA pod hvězdným nebem. Kredit:B. Tafreshi, ESO.

Takuma Izumi z japonské National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) a jeho kolegové zkoumali, odkdy se ve vesmíru objevují galaktické bouře. Nejprve použili japonský teleskop Subaru a našli s ním přes 100 galaxií s pořádnou supermasivní černou dírou, které se vyskytovaly ve vesmíru starším než 13 miliard let. Pak se na ně vrhli s radioteleskopy soustavy ALMA, která je, mimo jiné, skvělá na sledování pohybu plynu v galaxiím.

Když pozorovali galaxii J1243+0100, tak zjistili, že se v ní pohybuje plyn nekompromisní rychlostí 500 kilometrů za sekundu. To musela být opravdová galaktická bouře, která z galaxie vyfoukala materiál potřebný ke tvorbě nových hvězd. Badatelé rovněž určili hmotnost centrální části dotyčné galaxie, která odpovídá asi 30 miliardám Sluncí. Hmota supermasivní černé díry této galaxie je přitom asi 1 procento této hodnoty. Uvedený poměr je prakticky stejný, jako u moderních galaxií. Podle Izumiho to podporuje výsledky nedávných simulací, podle nichž se těsný vztah mezi galaxiemi a supermasivními černými děrami objevil už před 13 miliardami let, tedy dlouho před tím, než uplynula první miliarda let vesmíru.

Literatura

ALMA 11. 6. 2021.

Astrophysical Journal 914: 36.