O tom, že naprostá většina galaktických jader ve svém středu ukrývá supermasivní černou díru, už dnes asi nikdo nepochybuje. Ale co třeba dokonce dvojice černých děr? Nekonečný vesmír má v záloze i takovouto možnost. Pojďme spolu za vydatné asistence evropské rentgenové observatoře XMM Newton nahlédnout do nitra galaxie s tradičně poetickým jménem SDSS J120136.02+300305.5, kde se právě taková pozoruhodná dvojice nachází.
Supermasivní černou díru ve svém středu pravděpodobně ukrývá naprostá většina galaxií. Pokud se někde najde dvojice takových galaktických otesánků, je to nepochybný důkaz (používá se pro něj termín „kouřící zbraň“) toho, že pozorovaná galaxie vznikla sloučením dvou menších. Těch několik málo takových dvojic, které doposud známe, se vždy nachází v aktivních galaxiích, a ani těch není mnoho. V takové situaci je jejich nalezení mnohem snazší; jádra aktivních galaxií neustále trhají plynová mračna a další materiál, o který se taková dvojice přetahuje. Při těchto tahanicích je pak generován typický signál, umožňující identifikovat výjimečnou dvojici.
Co ale dělat, když chceme nalézt dvojici černých děr v klidných galaxiích? Ani pak není situace zcela ztracena. Ona ani ta klidná galaxie není úplně klidná, občas se i v té nejpohodovější galaxii – podobně jako v galaxii Mléčná dráha – stane, že místní centrální příšera něco slupne. A právě toho můžeme využít – pokud se v pozorovaném jádru této galaxie nachází dvojice supermasivních černých děr, je možné v doprovodném vyzařování pozorovat typickou anomálii oproti obvyklému průběhu zjasnění v rentgenovém oboru, jež podobné události způsobují. Zjasnění registrované Newtonem mělo normální průběh, aby jeho intenzita mezi 27 a 48 dnem náhle poklesla pod detekovatelnou hranici. Přesně to bychom měli očekávat od dvojice supermasivních černých děr obíhajících kolem společného těžiště.
Objev se podařil profesorovi Fukun Liu z Pekingské univerzity. Liu se výzkumem supermasivních černých děr zabývá dlouhodobě. Mimo jiné pak také pracoval na modelech binárních systémů; tyto modely pak předpovídaly právě takové narušení toku plynu na jednoho z členů dvojice, způsobeném rušivými gravitačními vlivy druhého člena dvojice.
Na Liovo čerstvé pozorování sedí dva modely: V jednom primární černou díru o hmotnosti 10 miliónů Sluncí obíhá po eliptické dráze druhý člen o hmotnosti asi miliónu Sluncí. V druhém řešení má primární černá díra hmotnost asi milión Sluncí a se svým souputníkem se obíhají po kruhových drahách. V obou možným případech je vzdálenost mezi oběma členy dvojice relativně malá: asi 2 tisíciny světelného roku, což zhruba odpovídá rozměrům naší sluneční soustavy, na jejíž hranicích se momentálně pohybuje známý Voyager 1. V této vzdálenosti je osud dvojice zpečetěn, jejich orbitální energii budou odnášet gravitační vlny, až asi za dva miliony let splynou v jednu černou díru. Jedna ze spoluautorek, Stefanie Komossa z Institutu Maxe Plancka, připouští, že ve vesmíru může být celá populace takových binárních černých děr. Skutečnost, že už takový případ máme, zřejmě podnítí další hledání. Větší počet takových pozorování nám pak může umožnit statisticky odvodit rychlost růstu galaxií. Mimo to se zvyšujícím se počtem známých dvojitých galaktických jader se zvyšuje šance na zachycení splynutí obou jeho složek. Dle předpokladů by tento jev mohl být nejsilnějším zdrojem gravitačních vln ve vesmíru
Bez zajímavosti není ani technika pozorování, jejíž zásluhou k objevu došlo. Kosmické observatoře v obvyklém režimu pracují tak, že dokončí jedno pozorování a ihned se přesouvají na další. XMM Newton to dělá také tak, ale ponechává během přesunů zapnuté přístroje se záznamem. Tak je umožněno mapování náhodných vzorků oblohy, které jsou následně k dispozici pro analýzu na objevy neočekávaných zdrojů rentgenového záření. Touto technikou dne 10. června 2010 zaznamenal XMM Newton binární galaktické jádro v SDSS J120136.02+300305.5. Komossa spolu s kolegy už hledá další podobné objekty nejen z datech Newtona ale i ze sondy Swift.
Zdroje informací:
http://sci.esa.int/xmm-newton/
Zdroje obrázků:
http://sci.esa.int/xmm-newton/53984-xmm-newton-x-ray-slew-tracks/
http://sci.esa.int/xmm-newton/53985-binary-supermassive-black-hole/
