Tajemné a vlastně docela děsivé černé díry jsou obecně považovány za konec hmoty, místa s tak silnou gravitací, že jejich působení už neopustí nic – ani světlo.

Nový výzkum založený na systematickém pozorování a kosmologických simulacích ovšem nečekaně odhalil, že černé díry mohou některým galaxiím pomoci stvořit nové hvězdy. Většinou působí, z toho co víme, spíše destruktivně – galaxiím „seberou“ plyny, které jsou ke zrodu hvězd potřeba.

Domnělá černá díra nebo neutronová hvězda „Kráva“. Zdroj: Raffaella Margutti/Northwestern University

Výsledky studie uveřejněné v peer-reviewed magazínu Nature ukazují situace, kde černé díry „vyčístí cestu“ pro „satelitní“ galaxie – galaxie, které obíhají větší, hlavní galaxii.

Ničitelky galaxií – jejich srdce

Zdánlivě nelogické východisko je zapříčiněno tím, jak aktivní černé díry ovlivňují plyny, z nichž se galaxie skládají. Pozměněním proudění plynů hlavní galaxie je umožněno menším galaxiím vytvářet nové, mladé hvězdy; nejde o proces častý a běžný, podle modelů se však zdá realistický.

Samotná studie, a to je zajímavé, vznikla vlastně náhodou. Základy položili dva astronomové, specialisté na počítačové simulace a pozorování kosmu, při diskuzi během oběda.

• Černé díry stále matou vědcům hlavy. Každým rokem jim však rozumíme lépe

Moderní pozorování kosmu už umožňují vědcům poměrně přesně mapovat, jak rychle galaxie tvoří nové hvězdy díky pozorování jednotlivých vlnových délek světla galaxiemi vyzařovaného. Díky tomu víme, že některé galaxie tvoří hvězdy velmi pomalu; třeba v naší Mléčné dráze vznikne jen jedna nebo dvě nové hvězdy každý rok. Jiné galaxie mají krátké, ale agresivní období tvorby hvězdy, kdy se během jediného roku narodí stovky nových hvězd.

Umělcova představa o spojení dvou černých hvězd Zdroj: Caltech/R. Hurt (IPAC)

Třetím známým typem jsou galaxie, které hvězdy již v podstatě netvoří; mnoho z nich jsou právě výše popsané satelitní galaxie: Součást skupiny galaxií, jejichž hmotnost je poměrně nízká, a které obíhají mnohem masivnější centrální galaxii. Je to podobný vztah jako u planety a jejích měsíců.

Vlivem komplexních fyzikálních působení pomalu mizí vlastní plyny satelitní galaxie vlivem proudění horkého plynu z galaxie mateřské. Časem tak přijdou o většinu plynů, které jsou základním stavebním prvkem nových hvězd. Dle současných teorií jde o hlavní důvod, proč se v takových galaxiích nové hvězdy netvoří.

Nové hvězdy v galaktických skupinách

Popsané procesy zaberou velice dlouhou dobu, tudíž je pro nás nemožné je pozorovat v přímém přenosu, díky počítačovým simulacím ale můžeme různé fyzikální jevy analyzovat a porovnat je s tím, co můžeme vidět v současném vesmíru.

Zdroj: NASA/JPL-Caltech

A právě z tohoto analytického mišmaše běžného pozorování a pokročilých počítačových simulací vědci z německé Společnosti Maxe Plancka zjistili, že černé díry mohou satelitní galaxie „oživit“. Jak? Když supermasivní černé díry v centru galaxie pohlcují okolí, v jejich akrečním disku se tvoří obrovské množství radiace, které je následně vyzařováno do okolí – a tato vyzařovaná energie působí na okolní vesmír, a vede ke změnám v proudění plynu.

Vysvětlení je to výrazně zjednodušené – zde už se totiž dostáváme nebezpečně blízko ke kvantové fyzice a kvantové mechanice.

Statistické modely napovídají, že satelitní galaxie, které se ocitnou v místě, kde radiace z černé díry působí a plyny z mateřské galaxie proudí jinak, mohou obnovit tvorbu hvězd – ale samozřejmě jen ty, které jsou součástí skupiny galaxií jen krátce, a mají ještě vlastní plyn; starší satelitní galaxie už hvězdy nestvoří nikdy.

Nezdá se však, že by zkoumaný jev byl nějak častý – vyžaduje poměrně dost náhod, které musejí nastat ve správnou dobu. Hypotéza je to však pravděpodobná, a fascinující: I objekt, který hmotu pouze odebírá a nevrací, může za určitých podmínek pomoci nový život stvořit.

Zdroj: Společnost Maxe Plancka