Astronóm Karl Gebhardt a postgraduálny študent Jeremy Murphy na University of Texas v Austine už roky hľadajú čierne diery - hustú koncentráciu hmoty v centre galaxií. V strede galaxie M87 našli čiernu dieru s hmotnosťou 6,7 miliárd krát väčšou ako naše Slnko.
Teraz však rozbili svoj vlastný rekord. Kombináciou nových údajov z viacerých pozorovaní nenašli jednu, ale dve superhmotné čierne diery, z ktorých každá váži až 10 miliárd Slnka.
"Stále sa zväčšujú," povedal Gebhardt.
Čierne diery sú vyrobené z mimoriadne husto zabaleného materiálu. Vytvárajú také silné gravitačné pole, že ani svetlo nemôže uniknúť. Pretože ich astronómovia nemôžu vidieť priamo, astronómovia nachádzajú čierne diery vykresľovaním dráh hviezd okolo týchto obrovských neviditeľných hmôt. Tvar a veľkosť obežných dráh týchto hviezd môže určiť hmotnosť čiernej diery.
Explodujúce hviezdy zvané supernovy často zanechávajú čierne diery, ale tieto váži iba toľko ako jediná hviezda. Čierne diery miliardy krát, ako sa hmota nášho Slnka rozrástla na také veľké. Pravdepodobne obyčajná čierna diera spotrebovala ďalšiu, zachytila obrovské množstvo hviezd a obrovské množstvo plynu, ktoré obsahujú, alebo bolo výsledkom zrážok dvoch galaxií. Čím väčšia je zrážka, tým je čierna diera masívnejšia.
Supermasívne čierne diery, ktoré našli Gebhardt a Murphy, sú v centrách dvoch galaxií vzdialených viac ako 300 miliónov svetelných rokov od Zeme. Jedna z vážiacich 9,7 miliárd slnečných hmôt sa nachádza v eliptickej galaxii NGC 3842, najjasnejšej galaxii v klastri Leo galaxií vzdialených 320 miliónov svetelných rokov v smere konštelácie Leo. Druhá je veľká alebo väčšia a je umiestnená v eliptickej galaxii NGC 4889, najjasnejšej galaxii v zoskupení kómou asi 336 miliónov svetelných rokov od Zeme v smere konštelácie Coma Berenices.
Každá z týchto čiernych dier má horizont udalostí - bod bez návratu, kde nič, dokonca ani svetlo nemôže uniknúť z ich gravitácie - 200-krát väčšie ako obežná dráha Zeme (alebo päťnásobná obežná dráha Pluta). To je neuveriteľné 29 929 600 000 kilometrov alebo 18 597 391 235 míľ. Za horizontom udalostí má každý vplyv gravitácie, ktorý trvá viac ako 4 000 svetelných rokov v každom smere.
Na porovnanie, čierna diera v strede našej Mliečnej dráhy má horizont udalostí iba jednu pätinu ortuťovej ortuťovej dráhy - približne 11 600 000 km alebo 7 207 905 míľ. Tieto superhmotné čierne diery sú 2 500-krát hmotnejšie ako naše.
Gebhardt a Murphy našli supermasívne čierne diery kombináciou údajov z viacerých zdrojov. Pozorovania z ďalekohľadov Gemini a Keck odhalili najmenšie najvnútornejšie časti týchto galaxií, zatiaľ čo údaje z George a Cynthia Mitchell Spectrograph na 2,7-metrovom Harlan J. Smithe dalekohled odhalili svoje najväčšie najvzdialenejšie oblasti.
Spojenie všetkého na odvodenie hmotnosti čiernych dier bolo výzvou. "Potrebovali sme počítačové simulácie, ktoré dokážu zvládnuť také veľké zmeny v mierke," uviedol Gebhardt. "Toto je možné urobiť iba na superpočítači."
Ale návratnosť nekončí nájdením tohto obrovského galaktického centra. Objav má oveľa dôležitejšie dôsledky. „Hovorí nám niečo zásadné o tom, ako sa tvoria galaxie,“ uviedol Gebhardt.
Tieto čierne diery by mohli byť tmavé zvyšky predtým jasných galaxií nazývaných kvasary. Raný vesmír bol plný kvázarov, o ktorých sa podľa niektorých predpokladalo, že sú poháňané čiernymi dierami, ktoré majú 10 alebo viac miliárd slnečných hmôt. Astronómovia sa pýtajú, kam tieto supermasívne galaktické centrá zmizli.
Gebhardt a Murphy mohli nájsť kľúčovú úlohu pri riešení záhady. Ich dve superhmotné čierne diery by mohli vrhnúť svetlo na to, ako čierne diery a ich galaxie interagovali od raného vesmíru. Môžu byť chýbajúcim spojením medzi starými kvázarmi a modernými supermasívnymi čiernymi dierami.
Zdroj: Tlačová správa Observatória McDonald Observatory.
