Galaktické černé díry jsou podivuhodná monstra, jejichž hmota odpovídá milionům nebo i miliardám Sluncí. Nadšenci výzkumu
vesmíru je milují, zato astronomům dělají vrásky na čele. Jsou to totiž obrovští vesmírní potížisté. Nejde přitom jen o to, že by v nich měla být singularita, tedy stav, na kterém si vylamují zuby soudobé fyzikální teorie.
Problém s obrovskými černými dírami je především v tom, že pozorujeme tyto gravitační příšery, včetně těch opravdu hodně velikých, v mladém vesmíru. Vědcům není jasné, jak to takové černé díry mohly stihnout. Jak mohly takhle vyrůst za dobu, co se vesmír jakžtakž zklidnil po Velkém třesku?
Tento problém se týká i ultramasivních černých děr v kosmickém poledni. Astronomové přezdívají „kosmické poledne“ (cosmic noun) období, kdy byl vesmír starý asi 2 až 3 miliardy let. Tehdy proběhla překotná tvorba hvězd, během níž se zrodila asi polovina hvězd, které se vyskytují v dnešních galaxiích. Jako ultramasivní černé díry označují někteří odborníci supermasivní černé díry, které jsou hmotnější než 5-10 miliard Sluncí. Nejde o skálopevně definovaný pojem. Otázkou je, jak mohly tak velké černé díry vzniknout v tak mladém vesmíru.
Zajímavé vysvětlení nedávno se svými kolegy nabídla kosmoložka Yueying Ni z amerického výzkumného centra Harvard–Smithsonian Center for Astrophysic.
Použili k tomu jednu z doposud nejrozsáhlejších simulací vesmíru Astrid, na jejímž vývoji se Ni podílela. Astrid je největší v oblasti simulací vzniku galaxií, pokud jde o počet simulovaných „částic“ nebo třeba využití počítačové paměti.
Simulace Astrid byla vyvinuta na superpočítači Frontera (momentálně 19. na světě), nejvýkonnějším akademickém superpočítači USA, který pracuje v centru Texas Advanced Computing Center (TACC). Je doslova šitá superpočítači Frontera na tělo. Přesto, jak prozrazuje Ni, nebyly tyhle simulace nic lehkého. Ale stálo to za to.
##seznam_reklama##
Výsledky simulací systému Astrid ukázaly, že ultramasivní černé díry mohly v kosmickém poledni vzniknout při splývání masivních galaxií se supermasivními černými dírami. Konkrétně jde o scénář, v němž splynou tři blízké kvasary, tedy horečnatě aktivní galaktická jádra, jaká se vyskytovala v mladém vesmíru. Výzkum týmu Ni opět potvrzuje, jak užitečné jsou pro kosmology a astrofyziky simulace vesmíru. Pomáhají vyplňovat mezery, které doposud máme ve znalostech o vzniku a vývoji vesmírných objektů i celého známého vesmíru.
Video: BlueTides Simulation: Predictions for the First Galaxies and Quasars at the Cosmic Dawn - Yueying Ni
Video: Frontera - the Fastest Academic Supercomputer in the World
Literatura