Černé díry fascinují astronomy i tvůrce vědecko fantastických filmů, kteří kolem nich rádi rozehrávají napínavé příběhy o vesmírných lodích a kosmonautech. Černá díra má totiž tak velkou hmotnost, že ní neunikne ani světlo.
Dohromady jich známe několik desítek, odhady však hovoří o stovkách milionů černých děr v jedné galaxii. Jejich hmotnost odpovídá hmotnosti desítek Sluncí. Jsou tu ale i obři – supermasivní černé díry o hmotnosti milionů Sluncí v centru každé galaxie.
Jak vznikají supermasivní černé díry?
Supermasivní černé díry jsou vznikly zhroucením velmi hmotných hvězd. Černá díra je sice černá a není vidět, ale pokud máme štěstí, můžeme pozorovat její vliv na okolí. Pokud černá díra pohlcuje hmotu, vytvoří se okolo disk velmi žhavého materiálu, který velmi silně září. V případě klidných černých děr to máme těžší, ale i zde existují možnosti. Stačí využít gravitaci a matematiku.
Vesmírný průzkumník družice Gaia
Hvězdy na obloze se pohybují. V průběhu noci za to může otáčení Země, ale my myslíme něco jiného. Hvězdy mají vlastní pohyb v kosmickém prostoru. Mění se vzdálenosti mezi nimi. Vzhledem k tomu, že jsou daleko, je tento pohyb na obloze tak nepatrný, že si ho během našeho života pouhým okem nevšimneme.
Přístroje ho ale dokáží změřit. Jedním z nich je družice Gaia. Neúnavný vesmírný průzkumník už deset let sleduje a měří pozice miliardy hvězd. A jedna taková se pohybuje dosti podezřele!
Neviditelná černá díra kousek od nás
Jde o hvězdu v souhvězdí Orla. Měření dokládají, že není sama, ale obíhá okolo dalšího objektu. Není to nic překvapivého. Tak zvané dvojhvězdy jsou ve vesmíru běžné. Druhý objekt má ale hmotnost 33 Sluncí. Pokud by šlo o hvězdu, zářila by na pozemské obloze tak moc, že bychom ji viděli i pouhým okem.
Vědci ale nenašli nic ani velkými dalekohledy. Je tedy zřejmé, že jde o černou díru, kterou sice nevidíme, ale dává o sobě vědět svou gravitací. Díky své hmotnosti 33 Sluncí je nejhmotnější hvězdnou černou dírou v naší Galaxii. Nachází se ve vzdálenosti jen 1926 světelných let od nás. Vědci ji označují Gaia BH3, protože je třetí černou dírou (black hole), kterou Gaia našla.
Je hmotná až moc!
Velmi hmotné hvězdy na konci života explodují jako supernovy. Jejich jádro ale přežije a stlačí se do velmi malého a hustého objektu zvaného neutronová hvězda. Pokud je ale hvězda hmotnější než zhruba 20 Sluncí, zhroutí se do ještě extrémnějšího objektu – černé díry.
Hvězda dostatečně hmotná na to, aby její jádro mělo hmotnost 33x větší než Slunce, by musela být obrovská a takto hmotné hvězdy před svým koncem „upouštějí páru“. O část své hmoty přijdou tak, že ji odfouknou v proudu nabitých částic zvaném hvězdný vítr. Před explozí tak mají hmotnost okolo 20 Sluncí. Rekord držela až dosud černá díra Cygnus X-1 s odhadovanou hmotností asi dvacetinásobku hmotnosti Slunce.
Záhadný vznik
Gaia BH3 je prostě až příliš hmotná. Je to překvapivé, ale ne šokující. Kromě dvojhvězd máme i dvojice černých děr, které obíhají okolo sebe tak dlouho, až se srazí. Podobná událost doslova otřese vesmírem.
Rozvlní se celý prostor, což vědci dokáží dnes měřit pomoci detektorů gravitačních vln, které se nachází na Zemi nebo spíše pod zemí. Díky těmto měřením víme, že se v cizích galaxiích nachází černé díry o hmotnosti i více než 80 Sluncí. Co ale nevíme je, jak tyto obří černé díry vznikají.
Černé díry Gaia:
Gaia BH1 a Gaia BH2
Objev první černé díry družicí Gaia byl oznámen v roce 2022. Gaia BH1 má hmotnost necelých 10 Sluncí a nachází se 1 560 světelných let od nás, což z ní dělá nejbližší známou černou díru. Gaia BH2 má hmotnost 9 Sluncí a nachází se 3 800 světelných let od nás.
