Astronomové využívající kosmické dalekohledy Hubble a Chandra objevili potenciální důkazy putování černých děr v malých trpasličích galaxiích. Tyto objevy mohou být vodítkem k tomu, jak supermasivní černé díry rostly tak rychle v raném vesmíru, což je dlouhodobá záhada v kosmologii. Studie naznačuje, že některé černé díry se neusazují v centrech galaxií, ale proplouvají jimi jako vesmírní nomádi.
Záhada raných supermasivních černých děr
Supermasivní černé díry – miliony nebo miliardykrát hmotnější než naše Slunce – je nyní známo, že existují v jádrech většiny velkých galaxií. Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST) však ukazuje, že některé existovaly šokujícím způsobem brzy v historii vesmíru, méně než miliardu let po velkém třesku. To zpochybňuje současné teorie, které naznačují, že vytvoření těchto obrů prostřednictvím sloučení a akrece by trvalo více než miliardu let.
Jedním z vysvětlení je existence raných „semínek“ černých děr. Tyto menší černé díry by mohly urychlit proces růstu, ale zůstávají nepolapitelné přímému pozorování. Trpasličí galaxie nabízejí pro tuto myšlenku jedinečné testovací prostředí, protože mají jednodušší a méně chaotickou historii než větší galaxie. Jejich relativní ticho znamená, že mohou zachovat “fosilní stopy” těchto raných semen černých děr.
Proč jsou trpasličí galaxie důležité
Pro studium vzniku černých děr jsou ideální trpasličí galaxie, jejichž hmotnost je miliardkrát větší než hmotnost Slunce. Na rozdíl od masivních galaxií, kde sloučení a intenzivní aktivita zakrývá původ jejich černých děr, trpasličí galaxie nabízejí jasnější pohled. Výzkumníci spekulují, že v těchto menších systémech se černé díry mohou tvořit mimo galaktický střed a zůstat tam, nikdy se netočit dovnitř.
Modely předpovídají, že až polovina černých děr v trpasličích galaxiích může bloudit. To znamená, že současné průzkumy zaměřené na galaktická centra mohou postrádat významnou populaci masivních černých děr.
Rozlišení podvodných černých děr od jiných signálů
Identifikace těchto bludných černých děr je obtížná. Je třeba je odlišit od jiných jasných zdrojů, jako jsou oblasti tvorby hvězd (oblasti intenzivní tvorby hvězd) a výbuchy supernov. Tým analyzoval 12 trpasličích galaxií dříve detekovaných v rádiových vlnách a identifikoval osm s aktivními galaktickými jádry (AGN) mimo střed. Tyto AGN indikují přítomnost putujících černých děr.
Problémem je potvrzení těchto signálů. AGN v trpasličích galaxiích, slabší než jejich větší protějšky, je obtížné detekovat na optických a rentgenových vlnových délkách. Ukázalo se, že jeden kandidát (ID 64) je vzdálená AGN náhodně zarovnaná s trpasličí galaxií, což zdůrazňuje obtížnost testování.
Další kroky: Role JWST
Tým použil HST a Chandru k potvrzení jednoho AGN mimo střed, ale sedm zůstává nepotvrzených. Dalším krokem by mohlo být použití vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST), který by mohl přesněji určit rádiové zdroje. Dokáže odhalit, zda signály pocházejí z putujících černých děr ve hvězdokupách nebo ze vzdálených galaxií překrývajících se na obloze.
„Určení původu mimojaderných rádiových zdrojů může být možné díky mimořádným schopnostem JWST,“ řekla Megan R. Sturm, vedoucí týmu.
Hledání putujících černých děr v trpasličích galaxiích je slibným směrem k pochopení raného vesmíru a původu supermasivních černých děr. Pokud se tato zjištění potvrdí, změní naše chápání vzniku a vývoje černých děr.
