Supermasivní černé díry dovedou být nenápadné. Kredit: NASA, ESA, and D. Coe, J. Anderson, and R. van der Marel (STScI).

Vesmír je podle všeho vyplněný řídkým zářením gama fotonů o MeV energiích, čili „měkkým“ gama zářením, a neutriny o PeV energiích. Původ těchto vysokoenergetických částic ale navzdory nemalému úsilí zůstává v naprosté většině záhadou. Fotony gama záření ani neutrina nejsou ve vesmíru nijak moc vzácné. Vysokoenergetické gama záření občas detekujeme dokonce až v oblasti TeV a také občas detekujeme vysokoenergetická neutrina. Takové záření nejspíš pochází z přírodních vesmírných urychlovačů částic, jako jsou pozůstatky supernov nebo černé díry nenasytně hltající hmotu.

Shigeo Kimura. Kredit: Tohoku University.

Když ale odečteme takové zdroje vysokoenergetického záření, tak nám ještě zůstane spousta gama záření o něco nižších energiích, tedy zmíněné gama fotony s energiemi v megaelektronvoltech, a také spousta vysokoenergetických neutrin, jejichž původ neznáme. Shigeo Kimura z japonské Tohoku University a jeho kolegové navrhují, že tyto vysokoenergetické částice pocházejí z poněkud nečekaného zdroje – supermasivních černých děr, které nejsou bouřlivě aktivní, ale také nejsou kompletně spící.

Pořádně rozjetou supermasivní černou díru nelze přehlédnout. Kredit: ESO/M. Kornmesser.

Pořádně rozjetou supermasivní černou díru, která hladově polyká hmotu, lze jen těžko přehlédnout. Rozsvítí celou svou galaxii a je patrná na ohromné vzdálenosti díky oslnivému záření napříč spektrem vlnových délek. Zdaleka ne všechny supermasivní černé díry jsou ale takhle aktivní. Naše domácí supermasivní černá díra je podobná spíše hodně ospalé pandě než běsnícímu tygrovi se singularitou v hrudi.

Podle Kimurova týmu pochází gama záření o energiích v oblasti MeV, které zaplavuje vesmír, stejně jako množství neutrin, ze supermasivních černých děr, které jsou sice aktivní, ale tak málo, že jsou v našich teleskopech zhola neviditelné. Když takové dřímající supermasivní černé díry požírají něco málo hmoty, tak v jejich okolí přesto vzniká plazma o teplotě miliard stupňů.

Takové plazma je schopné generovat megaelektronvoltové gama záření. Stejně tak v něm dochází k urychlování protonů do té míry, že při interakcích s dalšími částicemi vznikají vysokoenergetická neutrina. Podle japonského týmu jsou proto dřímající supermasivní černé díry horkým favoritem na významný zdroj vysokoenergetického záření pozadí vesmíru.

Literatura

Science Alert 28. 9. 2021.

Nature Communications 12: 5615.