Černé díry krmí samy sebe. Teleskop zachytil pozoruhodný vesmírný koloběh

Objev přináší dosud nejpřesvědčivější důkazy o procesu, který vědci dlouho předpokládali, ale nikdy se jim ho nepodařilo přímo pozorovat.

Záhada rychlého růstu

Astronomové už několik let nacházejí superhmotné černé díry, které existovaly jen několik stovek milionů let po velkém třesku. Přesto už tehdy dosahovaly hmotnosti miliard Sluncí.

Podle běžných modelů by na tak rychlý růst potřebovaly mnohem více času. Musí proto existovat mechanismus, který jejich „krmení“ výrazně urychluje.

Vesmírná spíž je stále plná

Podle jedné z teorií černá díra není jen nenasytným konzumentem okolní hmoty a hvězd. Z oblasti svých pólů neustále vyvrhuje proudy extrémně energetických částic a plynu, takzvané výtrysky (jety).

Vyvržený plyn se postupně ochlazuje a pod vlivem gravitace se začne znovu shlukovat do dlouhých vláken. Některá z nich mohou měřit tisíce světelných let.

Právě tato vlákna pak pomalu padají zpět směrem ke středu galaxie, kde znovu doplňují zásoby hmoty pro černou díru. Ta se opět „nakrmí“, vytvoří nové výtrysky a celý cyklus může začít znovu.

Astronomové tento mechanismus přirovnávají k uzavřenému koloběhu. Černá díra si vlastně sama připravuje materiál, který ji bude živit v budoucnosti.

Webbův teleskop našel důkaz

Právě tento poslední krok se nyní podařilo zachytit Vesmírnému dalekohledu Jamese Webba.

Výzkumníci se zaměřili na galaxii NGC 4696, která leží v kupě galaxií Kentaur přibližně 145 milionů světelných let od Země.

Už dříve zde Hubbleův vesmírný dalekohled objevil zvláštní hákovitý útvar plynu široký asi 800 světelných let. Nebylo ale jasné, co přesně představuje.

Webbův teleskop díky citlivějším infračerveným přístrojům ukázal, že tento útvar je součástí rozsáhlé sítě chladného plynu směřujícího přímo do centrální superhmotné černé díry. Když vědci svá pozorování porovnali s počítačovými simulacemi, tvary i pohyb plynu se téměř dokonale shodovaly s předpokládaným scénářem.

Vesmírnou „hostinu“ galaxie NGC 4696 přibližuje video:

Chybějící dílek skládačky

„Webbův teleskop nám nyní ukazuje poslední článek tohoto uzavřeného cyklu. Rozsáhlá síť plynných vláken nakonec přivádí plyn do disku, který napájí černou díru,“ uvedla spoluautorka studie Helen Russellová z University of Nottingham.

Neznamená to, že všechny černé díry ve vesmíru rostou právě tímto způsobem. Nová pozorování ale představují dosud nejsilnější důkaz, že tento mechanismus skutečně existuje. Konečně tak můžeme vysvětlit, proč některé superhmotné černé díry narostly do obřích rozměrů mnohem rychleji, než předpokládaly dosavadní modely, a udržely se při životě miliardy let.