Vědci poskytli důkazy o existenci supermasivních černých dvojděr. Projekt má i českou stopu

Uvedla to v tiskové zprávě s odvoláním na studii publikovanou v časopise The Astrophysical Journal. „Přesvědčivý důkaz existence supermasivních černých dvojděr v aktivních galaktických jádrech přinesl mezinárodní výzkumný tým, kterého součastí byl i astrofyzik Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity,“ nastiňuje se ve zprávě. 

Důkaz přinesl tým pod vedením německé astronomky Silke Britzenové z německého Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii. Zkoumal takzvané blazary neboli aktivní jádro galaxie, jehož rychlé výtrysky horké plazmy (jety) směřují přímo k Zemi. „Vědci ukázali důkazy, že za pozorovanou proměnlivost blazarů je ve skutečnosti zodpovědná precese jetů, tedy specifický rotační pohyb výtrysků plazmy, který je způsoben buď přítomností druhé masivní černé díry v blízkosti primární, nebo pokřiveným akrečním diskem kolem jediné černé díry.“

Tento proces vysvětlil český spoluautor studie Zajaček. „Fyzika akrečních disků a jetů je poměrně složitá, ale jejich prostorovou kinematiku lze přirovnat k jednoduchým gyroskopům, které si můžeme představit jako roztočenou dětskou hračku – káču,“ přiblížil.

„Pokud na akreční disk působí vnější kroutící moment, například prostřednictvím obíhající sekundární černé díry, dojde k jeho precesi a nutaci, tedy změnám orientace osy a jejímu kolísání, a spolu s ním tento pohyb vykonává i jet, podobně jako u osy rotace Země, kterou ovlivňuje Měsíc a Slunce,“ doplnil český vědec.

Jeden z nejdůležitějších výstupů studie hovoří o tom, že zakřivení těchto jetů pravděpodobně vypovídá o existenci binárních (dvojitých) černých děr v centru zkoumaných galaxií. „Jet je tedy nucen se stáčet v důsledku gravitačního vlivu druhé černé díry na černou díru emitující tyto výrony horké plazmy. Kromě toho se týmu podařilo odhalit stopy nutačního pohybu s menší amplitudou v rádiových světelných křivkách i v kinematice komponent jetu – efekt druhého řádu a další důkaz precese,“ dodává MUNI ve zprávě.

Supermasivní černé díry se obvykle nacházejí v centrech galaxií. V aktivních galaxiích se předpokládá, že akrece hmoty na centrální černou díru vytváří obrovské množství energie, které může zastínit celou galaxii – tyto centrální oblasti, označované jako aktivní galaktická jádra, jsou nejsvítivějšími trvalými zdroji ve vesmíru. 

Z centrální oblasti supermasivní černé díry jsou pomocí silného magnetického pole vypouštěny prodloužené bipolární proudy plazmatu, takzvané jety. V rámci jetu jsou pozorovány jasné části, tzv. složky jetu neboli rádiové komponenty, které se pohybují podél jetu.

Vědcům při těchto výzkumech pomáhají velmi výkonné radioteleskopy. „Stále nám chybí dostatečné rozlišení, abychom mohli existenci supermasivních binárních černých děr zkoumat přímo. Zdá se však, že precese jetů poskytuje nejlepší stopu těchto objektů, jejichž existenci očekává nejen komunita odborníků na černé díry nebo aktivní galaxie, ale také komunita odborníků na gravitační vlny, kteří nedávno publikovali důkazy o existenci kosmického gravitačního pozadí v důsledku gravitačních vln emitovaných při splynutí masivních černých děr v průběhu kosmické historie,“ shrnula vedoucí výzkumu Britzenová.