Teleskop Jamese Webba (JWST) poskytl dosud nejsilnější důkaz, že supermasivní černá díra aktivně uniká ze své hostitelské galaxie ohromující rychlostí 3,5 milionu kilometrů za hodinu (2,2 milionu mph). Objev, který je v současné době recenzován za účelem zveřejnění v The Astrophysical Journal Letters, potvrzuje desetiletí teoretických předpovědí o těchto vzácných kosmických událostech. Tento objev nabízí kritický pohled na chaotickou dynamiku vývoje galaxií a extrémní interakce mezi supermasivními černými dírami.
Hon na vesmírného uprchlíka
Astronomové nejprve identifikovali kandidáta na útěk pro rok 2023, když na archivovaných snímcích z Hubbleova vesmírného dalekohledu detekovali neobvyklý hvězdný proud. Následná pozorování na observatoři Keck odhalila černou díru o hmotnosti 20 milionů hmotností Slunce, která za sebou zanechala 200 000 světelných let nově vzniklých hvězd – stopu dvakrát větší než průměr Mléčné dráhy. Tato stopa je klíčová: ukazuje, že černá díra nevznikla jen izolovaně, ale aktivně se pohybovala vesmírem a táhla s sebou plyn.
Středně infračervená pozorování JWST poskytla definitivní důkaz: zřetelná rázová vlna neboli rázová vlna, která se tvoří na přední hraně unikající černé díry. Tato rázová vlna je podobná brázdě rychle se pohybující lodi, přičemž černá díra funguje jako neviditelná nádoba, která před sebou tlačí plyn a prach.
“Vše o tomto objektu nám říkalo, že je to něco opravdu zvláštního, ale vidět to jasně viditelné v datech bylo neuvěřitelně obohacující,” řekl hlavní autor studie Peter van Dokkum, profesor astronomie a fyziky na Yale University.
Jak černé díry unikají?
Supermasivní černé díry (SMBH) se obvykle nacházejí v centrech galaxií a jsou drženy na místě obrovskými gravitačními silami. Aby jeden z nich unikl, musí nastat mimořádná událost. V současné době vedoucí teorie naznačuje, že násilné interakce mezi nejméně dvěma SMBH – každý o hmotnosti více než 10 milionů sluncí – by mohly vytvořit „kopnutí“ dostatečně silné na to, aby vymrštilo jedno z nich.
Pozorovaná uprchlá černá díra je pravděpodobně výsledkem takového chaotického setkání. To znamená, že galaxie by mohly ztratit svůj centrální SMBH, což by nepředvídatelně změnilo jejich budoucí vývoj. Násilnost těchto interakcí by byla obrovská a přetvářela by okolní galaktické prostředí.
Další výzkum a otevřené otázky
Ačkoli se jedná o první potvrzený únik SMBH, astronomové mají podezření, že existují i další. Jedním slibným kandidátem je kosmická sova, záhadný systém vzdálený asi 11 miliard světelných let. Kosmická sova má dvě galaktická jádra, z nichž každé obsahuje aktivní SMBH, a také třetí SMBH zapuštěné v oblaku plynu mezi nimi. Původ této třetí černé díry zůstává nejasný. Někteří výzkumníci spekulovali, že unikla z jedné ze svých hostitelských galaxií, ale van Dokkumova pozorování JWST naznačují, že mohla vzniknout in situ přímým kolapsem plynu poté, co se galaxie téměř srazily.
Objev běžících černých děr prohlubuje naše chápání vývoje galaxií. Studiem těchto anomálií mohou vědci lépe modelovat dynamiku slučování černých děr, interakce galaxií a dlouhodobý osud galaktických struktur. Schopnost JWST pozorovat tyto jevy v nebývalých detailech slibuje odhalit další tajemství nejenergetickejších procesů ve Vesmíru.
