„Kosmický valčík“ černé díry s veleobrem pomohl vědcům naměřit nepředstavitelnou energii

Vědcům se poprvé podařilo zachytit a změřit okamžitý výtrysk z černé díry – a odhalili extrém, který dosahuje masivní energie desítek tisíc Sluncí. Klíčem k průlomovému zjištění je přitom jakýsi „kosmický valčík“ černé díry a masivní hvězdy (takzvaného veleobra), kdy silný vítr výtrysky černé díry ohýbá, zpomaluje a doslova je nutí „tančit“. Uvádí to studie vydaná v časopise Nature Astronomy, o které v pátek informovali pro web ScienceAlert její autoři. O studii píše i deník Independent.

Vědci poprvé přímo změřili okamžitý výkon výtrysků z černé díry – a zjistili, že odpovídá energii přibližně 10 000 Sluncí. Tyto proudy plazmatu dosahují rychlosti asi 571 milionů kilometrů za hodinu, což je zhruba polovina rychlosti světla, vyplývá ze studie.

Výzkum se zaměřil na systém Cygnus X-1, vzdálený asi 7200 světelných let, kde černá díra obíhá spolu s modrým hvězdným veleobrem a „neustále z něj nasává plyn“. Mezinárodní tým vedený Stevem Prabuem z Oxfordské univerzity analyzoval 18 let radiových dat z globální sítě vesmírných teleskopů. Díky tomu bylo možné sledovat výkon „tančících výtrysků“, které „jsou vychylovány opačnými směry hvězdným větrem“, a to v reálném čase, nikoli jen jako dlouhodobý průměr, uvedli autoři studie.

Klíčovým zjištěním je, že zhruba 10 % energie uvolněné při pádu hmoty do černé díry je odnášeno právě těmito výtrysky, uvádí na základě studie Independent.

Autoři studie webu ScienceAlert pro přiblížení systém Cygnus X-1 popisují jako „kosmický valčík“ mezi černou dírou a masivní hvězdou, které kolem sebe obíhají jednou za 5,6 dne. Černá díra přitom už tisíce let zachytává silný hvězdný vítr své průvodkyně a živí se jím. Právě tento vítr se ukázal jako zásadní. „Zjišťujeme, že něco tak zdánlivě obyčejného, jako je ‚vítr‘ z hvězdy, může konkurovat – a dokonce formovat – chování těchto silných výtrysků,“ uvádí podle ScienceAlert autoři studie.

V praxi to znamená, že hvězdný vítr výtrysky ohýbá a mění jejich směr. Z pohledu Země pak skutečně „tančí“ v rytmu oběhu celé soustavy – a právě tento efekt umožnil vědcům jejich přesné změření, jak uvádí pro ScienceAlert.

Výsledky podle vědců zásadně zpřesňují pohled na to, jak černé díry působí na své okolí. Jak uvádí pro ScienceAlert, část hmoty sice končí v černé díře, „významná část však může být přesměrována do výtrysků, které vracejí energii zpět do okolí“ a ovlivňují tak širší kosmické prostředí.

Nové měření zároveň poprvé umožňuje přímo porovnat, „jak rychle černá díra pohlcuje hmotu a kolik energie odnášejí výtrysky“. Podle vědců to otevírá cestu k přesnějším modelům a lepšímu pochopení toho, „jak černé díry ovlivňují vesmír na největších škálách“.