O.S.E.L. - Vznikly první kvasary v divokých proudech chladného plynu?
 Vznikly první kvasary v divokých proudech chladného plynu?
Tohle by mohla být opravdová astrofyzikální pecka. Pokud se to potvrdí, tak je vyřešená jedna z nejvíce bolestných záhad soudobé astrofyziky, která stresuje učence asi tak dvě desetiletí: Jak vznikly první supermasivní černé díry, které pozorujeme ve velmi mladém vesmíru? Odpověď je překvapivě poetická – jsou to děti kosmické pavučiny.

Superpočítačová simulace prvotního kvasaru. Kredit: University of Portsmouth.
Superpočítačová simulace prvotního kvasaru. Kredit: University of Portsmouth.

Tohle je palčivá záhada astrofyziky, která trápí odborníky už asi dvě desetiletí. Ve vesmíru mladším než 1 miliarda let, tedy docela brzo po Velkém třesku, jsme našli přes 200 kvasarů. To jsou velmi zářivá galaktická monstra, jejichž motorem jsou horečnatě aktivní supermasivní černé díry. Problém tkví v tom, jak se tak velké obludy mohly objevit ve vesmíru tak brzy?

 

Daniel Whalen (vpravo). Kredit: University of Portsmouth.
Daniel Whalen (vpravo). Kredit: University of Portsmouth.

Tým expertů, který vedl Daniel Whalen z britské University of Portsmouth, je přesvědčený, že na to přišel. A publikace v časopisu Nature napovídá, že na tom nejspíš něco bude. První kvasary se podle nich zrodily v divoce vířících proudech kosmického plynu v raném vesmíru. Jako bychom prožívali nějaký roztomilý archaický mýtus.

 

Whalen neskrývá nadšení. Podle něj je to mimořádně vzrušující, protože se jim (nejspíš) povedlo převálcovat 20 let planých úvah o vzniku prvních supermasivních černých děr ve vesmíru. Před pár lety předpověděly počítačové simulace, že první kvasary mohly vznikat v oblastech, kde se srážely mocné proudy chladného kosmického plynu. Takové proudy přitom měly být vzácné, natož jejich srážky. Whalenůb tým na to navazuje.

 

Logo. Kredit: University of Portsmouth.
Logo. Kredit: University of Portsmouth.

Místa napájená více proudy chladného plynu badatelé označují jako primordiální hala. Whalen a další odborníci odhadují, že v prostoru o velikosti 1 miliardy světelných let jich byl tak asi tucet. Podle superpočítačových simulací by masivní kosmické proudy chladného plynu mohly vykrmit supermasivní černou díru za pár set milionů let, aniž by k tomu byly nutné nějaké exotické podmínky.

 

Zmíněné proudy plynu se podle Whalena a spol., zároveň postaraly o to, aby v dotyčné oblasti nevznikaly běžné hvězdy. Namísto tohoto se zrodily primordiální hvězdy, nejspíš dvě, o hmotnosti několika desítek tisíc Sluncí. Takové hvězdné obludy se samozřejmě velmi rychle zhroutily do relativně velké černé díry, která byla napojená na „placentu“ chladných plynů.

 

##seznam_reklama##

Astrofyzici v dřívějších studiích vymysleli podobné scénáře s hvězdnými obludami o hmotnosti 10-100 tisíc Sluncí. Podle těchto představ ale takové primordiální hvězdy mohly vznikat jen v hodně exotických a přesně nastavených prostředí, jako je například prostor silně prosycený intenzivním UV zářením anebo třeba nadzvukovými proudy plynu. Takové věci ale v raném vesmíru zrovna nepozorujeme. Naproti tomu podle Whalenova týmu jsou první kvasary (a tedy první supermasivní černé díry) přirozeným důsledkem formování chladné temné hmoty raného vesmíru. Jak trefně říká Whalen: „Jsou to děti kosmické pavučiny.

 

Video: Daniel Whalen: The Formation of the First Quasars

 

Video: Scientists discover how first quasars in universe formed

 

Literatura

University of Portsmouth 6. 7. 2022.

Nature 607: 48–41.

Nature online 6. 7. 2022.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:09.07.2022