Neobvyklé výbuchy v galaktickém jádru

Pozorování AT 2021hdr začalo, když vědci využívající zařízení Zwicky Transient Facility (ZTF) objevili podivné výbuchy světla. Následné analýzy pomocí systému ALerCE (Automatic Learning for the Rapid Classification of Events) odhalily, že se jedná o opakované jevy, což okamžitě vyloučilo možnost supernovy. Další hypotéza, že by mohlo jít o hvězdu roztrhanou silou černých děr – tzv. událost přílivového roztrhání (TDE), také nezapadala do pozorovaného chování.

V roce 2022 vědci využili NASA Neil Gehrels Swift Observatory k dalšímu zkoumání těchto jevů a porovnali data s numerickými simulacemi. Výsledek? Pravděpodobnou příčinou bylo roztrhání obrovského oblaku plynu dvojicí supermasivních černých děr.

Co způsobuje záhadné záblesky?

Černé díry obklopené akrečními disky, tvořenými materiálem vtahovaným jejich silnou gravitací, běžně září díky tření a kolizím částic. AT 2021hdr však vykazuje něco mnohem podivnějšího – záblesky se objevují s pravidelností každých 60 až 90 dní. Tyto záblesky, zachycené v rentgenové, ultrafialové i viditelné části spektra, nebyly natolik intenzivní, aby mohly být vysvětleny přítomností výtrysků hmoty, což eliminovalo jednu z obvyklých příčin variability aktivních galaktických jader.

Zdroj: Shutterstock

Hypotéza o přílivovém roztrhání hvězdy byla také zamítnuta. Hvězdy nejsou dostatečně velké na to, aby produkovaly tak silné záblesky, jaké byly pozorovány. Místo toho tým dospěl k závěru, že se AT 2021hdr pravděpodobně živí obrovským oblakem plynu, který překonává svou velikostí dokonce vzdálenost mezi oběma černými děrami.

Jak to funguje?

Numerické modely ukázaly, že když dvojice černých děr obíhá kolem sebe, při průchodu oblakem plynu jeho část roztrhá gravitační silou. Tento plyn se poté stává součástí jejich akrečních disků a produkuje záblesky, když je materiál pohlcován. Odhaduje se, že černé díry spotřebují tři až třicet procent oblaku během několika cyklů oběhu. A vzhledem k obrovské velikosti tohoto oblaku to představuje ohromné množství plynu.

Budoucnost AT 2021hdr

Dvojice černých děr AT 2021hdr je na cestě k nevyhnutelnému srážení, ke kterému by mělo dojít za přibližně 70 000 let. Současně probíhá i větší proces – jejich mateřská galaxie se pomalu spojuje se sousední galaxií. Tento druhý merger však nemá přímý vliv na aktuální interakci černých děr s plynovým oblakem.

Chování AT 2021hdr by v budoucnu mohlo přinést další odpovědi na otázky týkající se dynamiky supermasivních černých děr. Zatím se zdá, že tyto kosmické obludy nejen získávají plyn z okolí, ale také se jím přímo „živí“. Tato jedinečná kosmická podívaná je dalším příkladem toho, jak málo stále víme o vesmíru – a kolik nás toho ještě čeká objevit.