Astronomové mají novou metodu pro hledání malých černých děr

Nová technika by přitom dle astronomů mohla ztrojnásobit počet známých malých černých děr, což se týká takových, které se nachází v binárních systémech. Ilustraci jednoho takového můžeme vidět na následujícím obrázku, takže může jít o původně dvouhvězdné systémy, v nichž se časem z jedné stala černá díra a ta začala vysávat svého souputníka. Případně může jít o hvězdu, která měla tu smůlu, že při svém putování vesmírem na černou díru narazila. V obou případech je ale výsledek ten, že černá díra kolem sebe z materiálu vedlejší hvězdy vytvoří akreční disk. Právě ten je viditelný projev černé díry, alespoň pokud jde o jeho část před horizontem událostí. Od pólů černé díry navíc mají vysokou rychlostí putovat pryč výtrysky "nestráveného" materiálu, jež také patří mezi jejich typické projevy. 

 

 

Novou metodu ohlásili astronomové z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) a zveřejnili ji v Monthly Notices od Royal Astronomical Society. Zaměřuje se na černé díry od hmotnosti jednotek až desítek Sluncí, které pobývají v binárních systémech se hvězdou, jíž kradou materiál. Jedná se právě o sledování světla, které má původ v akrečním disku, přičemž jeho charakteristika má nést důležité informace o hmotě a pohybu materiálu v daném disku, což zase umožní určit, jakou hmotnost má objekt, který si jej přitahuje. 

 

Určení hmotnosti onoho objektu je naprosto klíčové, protože to umožní astronomům rozlišit mezi černou dírou a případnou neutronovou hvězdou, která se v takových systémech může chovat ke svému souputníku stejně. Uvádí se totiž, že neutronové hvězdy mají úzké rozmezí hmotnosti, které mohou nabývat, a sice cca mezi 1,4 a 2,16násobku hmotnosti Slunce. Menší, či lehčí objekty už se řadí spíše mezi bílé trpaslíky a pokud by neutronová hvězda byla těžší, měla by se zhroutit právě do podoby černé díry. Nicméně na pomezí těchto objektů by mohlo být přeci jen ještě něco jiného, a sice hypotetická kvarková hvězda, čili objekt složený z kvarků, které odolávají tlaku gravitace. 

 

Astronomové dodnes našlo kolem 60 nových kandidátů na binární systémy obsahující černou díru a pouze 17 z nich bylo potvrzeno. Problém je především se zmapováním pohybu hvězdy kolem druhého objektu, což je původní metoda pro hledání takových černých děr. Nyní se tak astronomové nemusí spoléhat na hvězdu, ale na světlo z akrečního disku, pro což přišli s novou sadou filtrů, které dovolují sledovat vlnovou délku hydrogen-alpha (656 nm). To má navíc umožnit hledání i takových černých děr, které se zrovna moc překotně nekrmí, a tak jejich akreční disk nezáří tak jasně. 

 

Pro ověření nové techniky byly sledovány čtyři systémy s již potvrzenou černou dírou, k čemuž byl využit 4,2metrový William Herschel Telescope v La Palma. Obvykle jsou přitom potřeba větší teleskopy a bohatý příděl sledovacího času, přičemž na oněch systémech bylo potvrzeno, že metoda skutečně funguje. Nyní astronomové z Kanárských ostrovů předpokládají, že když své teleskopy zaměří na Mléčnou dráhu, mají šanci najít 50 nových černých děr, čímž by jejich známý počet navýšili na čtyřnásobek. A vedle toho by stejná metoda mohla být užitečná pro hledání dalších binárních systému, v nichž figurují právě i neutronové hvězdy nebo bílí trpaslíci a případně i "ultrakompaktní" systémy s černou dírou a neutronovou hvězdou. Celkově pak jde o příspěvek, který umožní lépe pochopit to, jak se velké hvězdy vyvíjejí a umírají. 

 

Zdroj: Astronomy