Astronomové možná pozorují vzácnou kosmickou událost v reálném čase. Nová analýza galaxie blazar Mrk 501 ukazuje, že její jádro neukrývá jednu, ale dvě supermasivní černé díry, které víří v těsném orbitálním tanci. Tato konvergence by mohla v příštím století vést k velké kolizi.
Otevření dvojité trysky
Studie vedená astronomkou Silke Britzen z Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii se zaměřila na neobvyklé chování Mrk 501, který se nachází přibližně 464 milionů světelných let daleko. Jako blazar má tato galaxie aktivní supermasivní černou díru s vysokorychlostním paprskem plazmy namířeným téměř přímo na Zemi, díky čemuž je neuvěřitelně jasná, ale je extrémně obtížné ji podrobně studovat.
Pomocí radioteleskopů s ultravysokým rozlišením k monitorování galaxie po dobu 23 let vědci identifikovali fenomén, který nebyl nikdy předtím pozorován v jádrech blazarů: systém dvojitých výtrysků.
Klíčové výsledky analýzy:
- “Oscilační” výtrysk: Výzkumníci si všimli sedmiletého cyklu světelných fluktuací, které připomínají pohyb vrcholu, který se houpe kolem své osy. To naznačuje, že celý tryskový systém prochází oscilačními pohyby.
- Fast Orbit: Byl objeven druhý kratší cyklus asi 121 dní. To je v souladu s modelem dvou černých děr obíhajících kolem sebe ve vzdálenosti 250 až 540 násobku vzdálenosti od Země ke Slunci.
- Protirotace: Data odhalila druhý, slabší proud, který sledoval dráhu proti směru hodinových ručiček kolem jádra rádia. Tento znak silně ukazuje na přítomnost binárního systému černých děr.
Řešení „problému s posledním parsekem“
Tento objev má velký význam, protože se dotýká jedné z nejvíce nevyřešených záhad v kosmologii: problému posledního parseku.
Když se dvě galaxie srazí, jejich centrální supermasivní černé díry se začnou vzájemně přitahovat. Jak rotují, ztrácejí energii při interakci s okolními hvězdami a plynem, což způsobuje zmenšování jejich oběžné dráhy. Teoretické modely však naznačují, že jakmile černé díry dosáhnou vzdálenosti asi jednoho parseku (asi 3,26 světelných let), nemusí mít dostatek okolní hmoty pro interakci. Bez tohoto „tření“ mohou jejich oběžné dráhy zamrznout a proces konvergence může trvat déle než současný věk vesmíru.
Pokud se potvrdí údaje o Mrk 501, pak jsou dvě černé díry odděleny vzdáleností pouhých 0,0026 parseků. To znamená, že vesmírní obři úspěšně překonali „bod stagnace“ a aktivně se vzájemně spirálovitě pohybují, což dokazuje existenci mechanismů schopných překlenout tuto konečnou mezeru.
Proč je to důležité pro vědu?
Supermasivní černé díry, jejichž hmotnost je miliony a miliardykrát větší než hmotnost našeho Slunce, jsou gravitačními kotvami největších galaxií. Stále se však snažíme pochopit, jak dosahují tak kolosálních velikostí. Zatímco vývoj menších „hvězdných“ černých děr je dobře znám, původ těchto monster zůstává zahalen tajemstvím.
Sloučení dvou supermasivních černých děr je považováno za „bílou velrybu“ astronomie – cíl, který vědci loví. Vzhledem k jejich neuvěřitelnému rozsahu vyžaduje detekce gravitačních vln, které vyzařují, specializované nástroje, jako jsou pulsarové časovací pole.
“Pokud budou detekovány gravitační vlny, mohli bychom dokonce vidět, jak se jejich frekvence neustále zvyšuje, jak se dva obři spirálovitě blíží ke srážce. To nám dá vzácnou příležitost pozorovat z první ruky proces slučování supermasivních černých děr.”
— Héctor Olivares, astronom z Radboud University
Závěr
Pokud se potvrdí dvojí povaha Mrk 501, lidstvo bude mít pohled z první řady na monumentální kosmickou fúzi. S předpokládanou dobou dopadu méně než 100 let nabízí tato galaxie jedinečnou šanci vidět životní cyklus supermasivních černých děr během jediného lidského života.
