Většina menších galaxií nemusí mít ve svých středech supermasivní černé díry – naznačuje to alespoň nedávná studie založená na datech z americké rentgenové observatoře Chandra. Toto zjištění je v kontrastu s obecnou představou, že prakticky každá galaxie má ve svém středu jednu z obřích černých děr. Tým astronomů nyní využil data z pozorování více než 1600 galaxií, která observatoř Chandra sbírala více než dvacet let. Výzkumníci sledovali galaxie s hmotnostmi v rozsahu od více než desetinásobku hmotnosti Mléčné dráhy až po trpasličí galaxie, jejichž hvězdná hmotnost (hmotnost bez temné hmoty) je méně než pár procent naší Galaxie. Studie popisující tyto výsledky byla publikována v časopise The Astrophysical Journal.

Tým informoval, že podle jejich modelů by jen asi 30 % trpasličích galaxií mělo obsahovat supermasivní černé díry. „Je důležité získat přesný počet černých děr v těchto menších galaxiích,“ vysvětluje Fan Zou z University of Michigan v Ann Arbor, který vedl studii a dodává: „Je to víc než jen účetnictví. Naše studie poskytuje vodítka k tomu, jak vznikají supermasivní černé díry. Poskytuje také důležité informace o tom, jak často lze pomocí nových nebo budoucích dalekohledů najít stopy černých děr v trpasličích galaxiích.“

Když materiál padá do černých děr, ohřívá se třením a emituje rentgenové záření. Mnoho masivních galaxií v této studii obsahuje ve svých středech jasné rentgenové zdroje, což je jasný důkaz supermasivních černých děr uprostřed těchto galaxií. Tým došel k závěru, že více než 90 % masivních galaxií (včetně těch s hmotností odpovídající Mléčné dráze) obsahují supermasivní černé díry.

Ovšem malé galaxie v této studii povětšinou neměly tyto jednoznačné signály černých děr. Galaxie s hmotností menší než tři miliardy Slunci (tedy srovnatelné s Velkým Magellanovým mračnem, blízkým sousedem Mléčné dráhy) obvykle ve svých středech neobsahují jasné rentgenové zdroje. Výzkumníci zvažovali dvě možná vysvětlení této absence rentgenových zdrojů. První vycházela z toho, že podíl galaxií obsahujících masivní černé díry je u méně masivních galaxií mnohem menší. Druhé vysvětlení říkalo, že množství rentgenového záření vytvořeného materiálem padajícím do těchto černých děr je tak slabé, že jej Chandra nedokáže detekovat. „Na základě analýzy dat z Chandry se domníváme, že v těchto menších galaxiích je skutečně méně černých děr než v jejich větších protějšcích,“ vyhodnocuje Elena Gallo, spoluautorka studie také z University of Michigan.

Pro dosažení finálního rozhodnutí Zou a jeho kolegové zvažovali obě možnosti vysvětlení nedostatku rentgenových zdrojů v malých galaxiích ve velkém souboru dat od Chandry. Množství plynu padajícího do černé díry určuje, jak jasně či slabě je vidět v rentgenové části spektra. Protože se předpokládá, že menší černé díry přitahují méně plynu než ty velké, měly by být v rentgenovém záření slabší a často nedetekovatelné. Výzkumníci toto očekávání potvrdili. Zjistili však, že v méně hmotných galaxiích je patrný další deficit zdrojů rentgenového záření, který přesahuje očekávaný pokles způsobený snížením množství plynu padajícího dovnitř. Tento další deficit lze vysvětlit tím, že mnoho galaxií s nízkou hmotností prostě nemá ve svém středu žádné černé díry. Tým dospěl k závěru, že pokles detekce rentgenového záření v galaxiích s nižší hmotností odráží skutečný pokles počtu černých děr nacházejících se v těchto galaxiích.

Tyto výsledky by mohly mít důležité dopady na chápání, jak supermasivní černé díry vznikají. Existují dvě hlavní teorie. V té první se obří mrak plynu přímo zhroutí do černé díry, která obsahuje od začátku hmotu odpovídající tisícům Sluncí. Druhá teorie říká, že supermasivní černé díry vznikají spíše z mnohem menších černých děr, vytvořených kolapsem masivních hvězd. „Vznik velkých černých děr je pravděpodobně vzácnější, v tom smyslu, že k němu dochází přednostně v nejhmotnějších galaxiích, které se právě formují, což by vysvětlovalo, proč nenacházíme černé díry ve všech menších galaxiích,“ říká Anil Seth, spoluautor studie z University of Utah.

Tato studie potvrzuje teorii, podle které obří černé díry mají už při vzniku hmotnost jako několik tisíc Sluncí. Pokud by byla správně druhá možnost, výzkumníci by očekávali, že menší galaxie budou mít stejný poměr černých děr jako ty velké. Tento výsledek má také důležité dopady pro míru slučování černých děr v důsledku srážek trpasličích galaxií. Mnohem menší počet černých děr by vedl k menšímu počtu zdrojů gravitačních vln, které by v budoucnu mohly být detekovány (nejen) misí LISA. Počet černých děr, které trhají hvězdy v trpasličích galaxiích, bude také menší.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://i0.wp.com/spacenews.com/wp-content/uploads/2025/05/chandra-copy.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/12/smbhs-labeled.jpg