Velikost černých der je otázkou zajímavou nejen pro vědce. Hustota těchto tajemných objektů je obrovská, a proto i relativně malé černé díry, menší než naše slunce, mohou dosahovat mnohonásobně vyšší hmotnosti.

Že existují supermasivní černé díry víme. Že se jejich horizont událostí nezmenšuje víme také, díky nedávno pozorováním potvrzené teorii Hawkingova záření. Kvasar TON618 je zatím rekordmanem, černá díra v jeho jádře je natolik obrovská, že by se do něj hmotnost Slunce vešla 66miliardkrát.

Podle dostupných měření je také její Schwarzschildův poloměr – vzdálenost hmotnosti, do které musí být veškerá hmota stlačena, aby již žádná síla nemohla odvrátit zhroucení do gravitační singularity – veliký 1300 AU. To je více než 40násobek vzdálenosti Slunce od Neptunu.

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

Černá díra jež ukončí vesmír?

Všechny černé díry mohou dál růst, pokud je poblíž dostatek materiálu k pohlcení. Jaký je horní „váhový“ limit černé díry? Může černá díra pohltit veškerou hmotu ve vesmíru?

Pokud vezmeme v úvahu, že vesmír neustále expanduje (což zatím považujeme za možné) a černá díra může růst v podstatě neomezeně (což není jasné), pak by černá díra teoreticky mohla pohltit mnoho a mnoho dalších černých děr a ve výsledku veškerou hmotu ve vesmíru.

Tato teoreticky super-supermasivní černá díra ale pravděpodobně není reálná kvůli fyzikálním vlastnostem akrečního disku. Hmota, která do černé díry padá – obvykle plyny – se v akrečním disku hromadí, a ten se spolu s horizontem událostí zvětšuje.

Umělcova představa o vzhledu kvasaru. Uprostřed je supermasivní černá díra. Materiál, který „vsakuje“ je následně ve formě energie vypouštěn a vytváří světelný kruh. Zdroj: Yoshiki Matsuoka / Princeton

Jenže většina plynů zůstane v akrečním disku uvězněna s jeho rostoucí velikostí, a nepronikne dost blízko na to, aby ho supermasivní černá díra pohltila. Hmota, která do černé díry dále proudí, není v dostačujícím objemu (dle současného pozorování, pozor), aby supermasivní černá díra dále rostla.

Překážka: Akreční disk

Zdá se také, že jakmile černá díra dosáhne velikostí kolem 1-6 x 10¹⁰ slunečních hmotností, nemůže již dále růst, neboť chování akrečního disku se změní a ten způsobí pohyb plynu pryč směrem od černé díry.

Černá díra by tak teoreticky mohla růst dále, ale hmota se k ní již nedostává; a zůstává tudíž na limitu možností, který je v současnosti definován jako méně než 10¹¹ slunečních hmotností.

Umělcova představa akrečního disku černé díry s vyobrazením materiálu. Zdroj: NASA JPL-Caltech.

Fascinující? Rozhodně. Jak moc reálné tyto teorie jsou ale zatím nevíme. Černých děr jsme stále pozorovali příliš málo na to, aby vědci dokázali přijít s jednoznačnými závěry; vzhledem k neustálé expanzi vesmíru to lidstvo nebude mít lehké.

Zdroj: AASNova, Technology