Astronómovia objavili čiernu dieru najbližšiu k Zemi

Astronómovia z Európskeho južného observatória (ESO) a z ďalších inštitúcií objavili čiernu dieru, ktorá sa nachádza asi 1 000 svetelných rokov od nás. Ide tak o zatiaľ najbližšiu objavenú čiernu dieru. Je súčasťou systému troch telies, ktorého hviezdy sú na južnej oblohe  viditeľné voľným okom. Členovia tímu našli dôkazy prítomnosti tohto tmavého objektu vďaka podrobnému sledovaniu pohybu jeho hviezdnych sprievodcov pomocou ďalekohľadu MPG/ESO na observatóriu na La Silla v Čile. Vedci sa domnievajú, že tento systém by mohol byť len pomyselnou špičkou ľadovca. V budúcnosti by mohlo byť objavené množstvo  podobných čiernych dier. „Boli sme naozaj prekvapení, keď sme zistili, že ide o prvý hviezdny systém s čiernou dierou, ktorý je možné vidieť voľným okom,“ hovorí spoluautor výskumu Petr Hadrava, pracovník Astronomického ústavu AV ČR.

Sústava sa na oblohe premieta do súhvezdia Ďalekohľad (lat. Telescopium) a je tak blízko, že je možné ju za tmavej jasnej noci vidieť z južnej pologule aj voľným okom bez triédra či ďalekohľadu. „Systém obsahuje najbližšiu čiernu dieru k našej Zemi, ktorú dnes poznáme,“ upozorňuje Thomas Rivinius, vedecký pracovník ESO a hlavný autor štúdie, ktorá bola publikovaná v prestížnom vedeckom časopise Astronomy & Astrophysics. Na sústavu s označením HR 6819 sa vedci pôvodne zamerali v rámci výskumu dvojhviezdnych systémov. Pri analýze získaných údajov ich však čakalo prekvapenie: objavili tu tretí, dosiaľ neznámy, objekt – čiernu dieru. Pozorovania vykonané spektrografom FEROS a ďalekohľadom MPG/ESO s priemerom 2.2 metra na observatóriu ESO na La Silla v Čile ukázali, že jedna z hviezd v skutočnosti obieha s periódou 40 dní okolo neviditeľného objektu, zatiaľ čo druhá hviezda v systéme sa nachádza vo veľkej vzdialenosti od tohto centrálneho páru.  Spoluautor štúdie Dietrich Baade, bývalý astronóm ESO (Garching, Nemecko), k tomu poznamenáva: „Pozorovania potrebné na zmeranie tejto 40-dennej periódy museli byť rozložené do niekoľkých mesiacov. Ich získanie umožnila priekopnícka schéma takzvaných servisných pozorovaní využívaných v ESO, kedy pracovníci ESO vykonávajú pozorovania pre vedcov, ktorí údaje potrebujú.“ Objekt ukrývajúci sa v systéme HR 6819 je jednou z prvých objavených čiernych dier hviezdnej hmotnosti, ktoré nijako neinteragujú so svojim okolím. A vďaka tomu je táto čierna diera skutočne "čierna". Astronómovia však boli schopní vystopovať jej prítomnosť a vypočítať hmotnosť na základe štúdia obežnej dráhy obyčajnej hviezdy, ktorá je druhým členom páru. „Neviditeľný objekt s hmotnosťou aspoň 4 hmotnosti  Slnka nemôže byť nič iné než čierna diera,“ konštatuje Thomas Rivinius. 

Astronómovia doteraz objavili v našej Galaxii len niekoľko desiatok čiernych dier. Väčšina z nich silno interaguje so svojim okolím a prezrádza tak svoju prítomnosť nápadnými emisiami röntgenového žiarenia. Vedci ale odhadujú, že počas vývoja Mliečnej cesty skolabovalo na záver svojho života množstvo hviezd na čierne diery. Objav pokojnej, neviditeľnej čiernej diery v systéme HR 6819 poskytuje vedcom návod, kde je treba hľadať tieto skryté objekty. „Niekde tam musia byť stovky miliónov čiernych dier, ale my ich však zatiaľ poznáme len niekoľko,“ upozorňuje Thomas Rivinius. „Objav čiernej diery v systéme troch telies a neďaleko od nás len ukazuje, že zatiaľ vidíme len tú pomyselnú špičku ľadovca,“ dodáva Dietrich Baade.   Astronómovia veria, že tento objav by im mohol tiež pomôcť pri odhalení ďalšieho podobného systému. „Zistili sme, že ďalší systém s označením LB-1 by mohol byť podobnou trojčlennou sústavou. Ale aby sme to vedeli naisto, potrebujeme ďalšie pozorovania,“ hovorí spoluautorka článku Marianne Heida, postgraduálna vedecká pracovníčka ESO. „LB-1 je o niečo ďalej od Zeme, ale z astronomického hľadiska stále dosť blízko. To znamená, že pravdepodobne existuje oveľa viac takých systémov. Keď ich objavíme a preskúmame, môžeme sa veľa naučiť o vzniku a vývoji relatívne vzácnych, hmotnejších, hviezd, teda tých, ktoré začínajú svoj život s hmotnosťou 8-krát prevyšujúcou hmotnosť Slnka a ktoré ho ukončia výbuchom supernovy a vznikom čiernej diery.“

Objavy trojhviezdnych systémov tvorených vnútorným párom a vzdialenou treťou zložkou taktiež môžu poskytnúť kľúč k pochopeniu divokých procesov splynutí hviezd, pri ktorých dochádza k emisii gravitačných vĺn dostatočne intenzívnych na to, aby sme ich detegovali na Zemi. Niektorí astronómovia sa domnievajú, že k takým splynutiam by mohlo dochádzať v systémoch s podobnou konfiguráciou ako majú HR 6819 a LB-1, kde je ale vnútorný pár tvorený dvojicou čiernych dier alebo čiernou dierou a neutrónovou hviezdou. Vzdialená vonkajšia zložka môže gravitačne ovplyvniť vnútorný pár natoľko, že dôjde k jeho splynutiu a k  vyžiareniu gravitačných vĺn. Aj keď systémy HR 6819 a LB-1 obsahujú jen jednu čiernu dieru a nenachádza sa tu neutrónová hviezda, môžu vedcom pomôcť pochopiť, ako sa zrážky v trojhviezdnych systémoch odohrávajú.

Publikované v časopise QUARK 8/2020, RNDr. Zdeněk Komárek

obrázok nad článkom: Vizualizácia systému s čiernou dierou najbližšou k Zemi

Zdroj obrázkov: https://www.eso.org