Astronomové nalezli Zemi nejbližší černou díru: Její domov je viditelný i pouhým okem

Nově objevená černá díra je součástí systému tří těles, jehož hvězdy jsou na obloze jižní polokoule viditelné pouhým okem. Členové týmu našli důkazy přítomnosti tohoto temného objektu díky pečlivému sledování pohybu jeho hvězdných souputníků pomocí dalekohledu MPG/ESO na Observatoři La Silla v Chile. Vědci se domnívají se, že tento systém by mohl být jen pomyslnou špičkou ledovce. V budoucnu by mohla být objevena řada podobných černých děr.

Černá díra za humny

„Byli jsme opravdu překvapeni, když jsme zjistili, že se jedná o první hvězdný systém s černou dírou, který je možné spatřit pouhým okem,“ říká spoluautor výzkumu Petr Hadrava, emeritní pracovník Akademie věd České republiky. Soustava se na obloze nachází v souhvězdí Dalekohled a je tak blízko, že je možné ji za tmavé bezoblačné noci z jižní polokoule sledovat volným okem bez binokuláru či dalekohledu. „Systém obsahuje Zemi nejbližší černou díru, jakou dnes známe,“ upozorňuje Thomas Rivinius, vědecký pracovník ESO a hlavní autor studie.

Na soustavu s označením HR 6819 se vědci původně zaměřili v rámci výzkumu dvojhvězdných systémů. Při analýze získaných dat je však čekalo překvapení, objevili třetí dosud neznámý objekt – černou díru. Pozorování provedená spektrografem FEROS a dalekohledem MPG/ESO na observatoři La Silla v Chile ukázala, že jedna z hvězd ve skutečnosti obíhá s periodou 40 dní kolem neviditelného objektu, zatímco druhá hvězda v systému se nachází ve velké vzdálenosti od tohoto centrálního páru.

Objekt ukrývající se v systému HR 6819 je jednou z prvních nalezených černých děr hvězdné hmotnosti, které nijak neinteragují se svým okolím. A díky tomu je tato černá díra skutečně ‚černá‘. Astronomové však byli schopni vystopovat její přítomnost a spočítat hmotnost na základě studia oběžné dráhy obyčejné hvězdy, která je druhým členem páru. „Neviditelný objekt o hmotností alespoň čtyř Sluncí nemůže být nic jiného než černá díra,“ říká Thomas Rivinius. 

Černá špička ledovce

Astronomové dosud nalezli pouze několik desítek černých děr v naší Galaxii. Většina z nich silně interaguje se svým okolím a prozrazuje tak svoji přítomnost nápadnými emisemi rentgenového záření. Vědci ale odhadují, že během vývoje Mléčné dráhy mnoho hvězd v závěru svého života zkolabovalo do podoby černé díry. Objev klidné, neviditelné černé díry v systému HR 6819 poskytuje vědcům návod, kde tyto skryté objekty hledat. „Někde tam musí být stovky milionů černých děr, my jich však zatím známe jen několik,“ upozorňuje Thomas Rivinius. „Objev černé díry v systému tří těles a nedaleko od nás jen ukazuje, že zatím vidíme jen pomyslnou špičku ledovce,“ dodává Dietrich Baade.       

Astronomové věří, že tento objev by jim mohl také pomoci při odhalení dalšího podobného systému. „Zjistili jsme, že jiný systém s označením LB-1 by mohl být podobnou trojčlennou soustavou. Ale abychom to věděli jistě, potřebujeme další pozorování,“ říká Marianne Heida, postgraduální pomocná vědecká pracovnice v ESO. „LB-1 je o něco dále od Země, ale z astronomického hlediska pořád dost blízko. To znamená, že pravděpodobně existuje mnohem více takových systémů. Když je objevíme a prozkoumáme, můžeme se naučit mnoho o formování a vývoji relativně vzácných hvězd, tedy těch, které začínají svůj život s hmotností 8× převyšující Slunce a zakončují jej explozí supernovy za vzniku černé díry.“

TIP: Vědci jsou na stopě druhé největší černé díře v naší Galaxii

Objevy trojhvězdných systémů tvořených vnitřním párem a vzdálenou třetí složkou mohou rovněž poskytnout klíč k pochopení divokých procesů splynutí hvězd, při kterých dochází k emisi gravitačních vln dostatečně intenzivních na to, abychom je detekovali na Zemi. Někteří astronomové se domnívají, že k takovým splynutím by mohlo docházet v systémech s podobnou konfigurací, jako mají HR 6819 a LB-1, kde je ale vnitřní pár tvořen dvojicí černých děr nebo černou dírou a neutronovou hvězdou. Vzdálená vnější složka může gravitačně ovlivnit vnitřní pár natolik, že dojde k jeho sloučení a emisi gravitačních vln. I když systémy HR 6819 a LB-1 obsahují jen jednu černou díru a nenachází se zde neutronová hvězda, mohou vědcům pomoci pochopit, jak se kolize v trojhvězdných systémech odehrávají.