Kosmologické simulace ROMULUS stopovaly potulné černé díry  
Při galaktickém kanibalismu se může stát, že se supermasivní černé díry splývajících galaxií nespojí. Jestli mají simulace ROMULUS pravdu, tak se v galaxiích jako je Mléčná dráha během historie potuluje v průměru 12 spíše dost nenápadných supermasivních děr. Plíží se v galaktickém halu, tiché, neviděné, ale potkat byste je nechtěli.
Scéna ze simulace ROMULUS se středně velkou galaxií, plnou potulných supermasivních černých děr. Kredit: CfA.
Scéna ze simulace ROMULUS se středně velkou galaxií, plnou potulných supermasivních černých děr. Kredit: CfA.

Každá pořádná galaxie by měla mít v galaktickém centru svou vlastní supermasivní černou díru. Jak se zdá, jejich hmota koreluje s hmotou vnitřních oblastí dotyčné galaxie. Zřejmě to souvisí s tím, že růst supermasivní černé díry a galaxie je těsně propojený. Klíčovou roli v tom nejspíš hraje galaktický kanibalismus, který zásobuje galaxie novým materiálem a který obvykle vede ke splývání supermasivních černých děr.

 

Splývání černých děr je ale komplikovaný proces, který nemusí probíhat podle přesně určeného rozpisu. Někdy se stává, že se supermasivní černé díry po splynutí galaxií ocitnou dále od sebe a nějakou dobu trvá, než splynou. Nebo dokonce z doposud nejasných příčin dojde k zastavení či ukončení procesu splývání supermasivních černých děr. Pochopení těchto mechanismů je přitom podle odborníků klíčem k evoluci supermasivních černých děr.

 

Angelo Ricarte. Kredit: CfA.
Angelo Ricarte. Kredit: CfA.

Někdy se stává, že po splynutí galaxií supermasivní černá díra nesplyne se svým protějškem, ale namísto toho se toulá po galaxii. Angelo Ricarte z amerického centra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) použili pokročilé kosmologické simulace ROMULUS a s jejich pomocí si posvítili na potulné černé díry.

 

Logo. Kredit: CfA.
Logo. Kredit: CfA.

Ze simulací vyplynulo, že i v dnešním vesmíru, tedy zhruba 13,7 miliard let po Velkém třesku, se ve vesmíru černé díry stále toulají. Odhadují, že takové potulné supermasivní černé díry dnes představují asi 10 procent hmoty všech černých děr ve vesmíru. V minulosti byl přitom tento poměr ještě větší. Ve vesmíru starém 2 miliardy let a mladším zahrnovaly potulné černé díry největší část hmoty všech černých děr té doby. Badatelé jsou přesvědčeni, že v takto mladém vesmíru byly potulné černé díry rovněž zodpovědné (samozřejmě nepřímo) za největší část záření pocházejícího od tehdejších supermasivních černých děr.

 

Simulace ROMULUS předpovídají, že během několika miliard let evoluce galaxií a náruživého kanibalismu vznikne až překvapivé a poněkud zneklidňující množství supermasivních černých děr, které se toulají galaxiemi. Pro představu, galaxie odpovídající Mléčné dráze v simulacích ROMULUS hostily v průměru 12 supermasivních černých děr, které se potulují mimo galaktické centrum, typicky v galaktickém halu, tedy poměrně daleko od centra. Plíží se tam tiché, neviděné a přesto gravitačně smrtící.

 

Video: Angelo Ricarte: Revealing the Signatures of Black Hole Seeding

 

Literatura

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics 20. 8. 2021.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 503: 6098–6111.

Datum: 24.08.2021
Tisk článku

Související články:

Virtuální Stroj na vesmíry odhaluje tajemství vzniku galaxií     Autor: Stanislav Mihulka (11.08.2019)
Simulace superpočítače ATERUI přetočily zpátky kosmické hodiny     Autor: Stanislav Mihulka (21.02.2021)
„Kvantová simulace“ předvedla vesmír v první biliontině sekundy     Autor: Stanislav Mihulka (28.03.2021)



Diskuze:

Asi nebudou zase tak hmotné

Jan Jančura,2021-08-25 14:26:07

Asi nebudou zase tak hmotné a nebude jich moc, jinak by se projevily ve výraznějších změnách drah okolních hvězd. Taky by se se vyskytovalo více aktivních galaxii s vícero kvasary.

Odpovědět

Simulace ale...

Mintaka Earthian,2021-08-25 01:46:48

Je to sice jen simulace a ty snesou hodně, ale myšlenka na větší množství supermasivních černých děr potulujících se galaxií je zajímavá.

Mohla by taková nečekaná kumulace supermasivních černých děr vysvětlit "temnou hmotu"?

Skutečně bychom to i se současnou pozorovací technikou a možnostmi zpracování dat nebyli schopni "poměrně snadno" ověřit?

Jaký vliv by mělo přibližování a oddalování těchto supermasivních černých děr ke gravitačnímu centru galaxie na rotaci celé galaxie?

Jaký vliv by měl jejich "blízký" průlet na další struktury jako jsou trpasličí galaxie, hvězdokupy, mlhoviny? Nebyl by efekt podobný jako, když projede parník po přehradě?

Nevedlo by to k výraznému "promíchání" / roztrhání hmotných objektů v galaxii a nejsou poměrně kompaktní tvary galaxií v podstatě důkazem, že tam většinou žádná skrumáž dalších supermasivních černých děr nelítá?

Odpovědět


Re: Simulace ale...

Jan Novák9,2021-08-25 10:13:37

Neřekl bych že se moc potulují. Jestli tam jsou tak spořádaně krouží s ostatními hvězdami a kolem sebe mají vyžrané místo, jinak bychom viděli akreční disk.

Odpovědět


Re: Re: Simulace ale...

Václav Dvořák,2021-08-28 23:35:26

Přesně tak, musí tam být díra jak v ementálu (pohlcené objekty v době kolize) a ostatní objekty, které událost přežily si vytvoří dráhy, které přítomnost černé díry neohrozí. A nebudou zas tak veliké ani pohlcovat množství hmoty, jinak by se proměnily v kvasar...

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace