Nemeckí vedci našli nový spôsob merania hmotností čiernych dier

Astronómovia z Inštitútu Astronómie Maxa Plancka z Heidelbergu v Nemecku prvýkrát úspešne testovali novú metódu určovania hmotností extrémnych čiernych dier v kvasaroch. Táto metóda sa nazýva spektroastrometria a je založená na meraní žiarenia emitovaného plynom v blízkosti supermasívnych čiernych dier. Toto meranie súčasne určuje rotačnú rýchlosť sálavého plynu a jeho vzdialenosť od stredu akrečného disku, z ktorého materiál prúdi do čiernej diery. V porovnaní s inými metódami je spektroastrometria relatívne jednoduchá a účinná, ak sa vykonáva pomocou moderných veľkých teleskopov. Vysoká citlivosť tejto metódy umožňuje skúmať okolie svetelných kvasarov a supermasívnych čiernych dier v ranom vesmíre.

Astronómom v Nemecku sa podarilo vyvinúť novú techniku merania hmotnosti čiernych dier, nakoľko sa ukázalo, že je problém odmerať hmotnosť tých aj najmasívnejších kolapsarov v galaktických jadrách. Pritom ani tieto čierne diery nie sú dostatočne veľké. Nová metóda má dokázať odhadnúť váhu kolapsaru, pomocou pohybu plynu v jeho okolí, aj keď čierna diera môže byť veľká ako jeden pixel. Tieto masívne objekty v galaktických jadrách majú vďaka svojmu gravitačnému vplyvu prístup k tonám horúcej plazmy, ktorá postupne padá do čiernej diery. Predtým, ako padne, vytvára akrečný disk, kde táto plazma dosahuje teplotu miliónov stupňov Celsia, vďaka čomu vytvára žiarenie vo forme svetla. Takto aktívne kolapsary sa nazývajú kvazary.

Napriek tomu, že kvazary sú ľahko identifikovateľné, je problém kvantifikovať čiernu dieru nachádzajúcu sa v strede tohto objektu. Tento problém má vyriešiť nová metóda nazvaná Spektroastrometria, za ktorou stoja dvaja vedci z Inštitútu Astronómie Maxa Plancka z Heidelbergu – Felix Bosco a Jörg-Uwe Pott, spolu so spolupracovníkmi z Iránu, Spojených štátov amerických a Holandska. Podľa astronómov sa časť akrečného disku približuje k nám, pričom jeho druhá časť sa od nás vzďaľuje tým, ako sa pohybuje okolo čiernej diery. Teda jedna časť, ktorá sa ku nám približuje je v modrom spektre svetla a vzďaľujúca sa časť disku bude v červenom spektre svetla.

Vďaka týmto posuvom vo svetelnom spektre, priestorových informácií, štatistikou a modelovaním sú vedci schopný odhadnúť hmotnosť čiernej diery. Astronómovia vyskúšali svoju metódu na aktívnom kvazare – J2123-0050, z obdobia 2,9-miliardy rokov po Veľkom tresku. Pomocou tejto metódy sa vedcom podarilo odhadnúť hmotnosť čiernej diery na 1,8-miliardy solárnych hmôt. Vedci zároveň dodávajú, že s pomocou nového vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, budú schopní robiť presnejšie odhady.

Čo je kvazar?

Kvazary sú najjasnejšie známe objekty vo vesmíre. Predpokladá sa, že ich svetlo je produktom plynu padajúceho do supermasívnej čiernej diery sídliacej v strede veľmi vzdialenej galaxie. Ako plyn padá do čiernej diery, extrémne sa zohreje a vyžaruje radiáciu. Čierna diera okolitý plyn postupne „požiera“ a rastie. Keby však plyn požierala aj teoreticky maximálnou možnou rýchlosťou, tak by jej sotva stačilo 770-miliónov rokov na narastenie do takých ozrutných rozmerov.

Viac informácií:

How to weigh a quasar