Vo vesmíre astronómovia pozorujú dva typy čiernych dier. Prvé sú relatívne malé a druhé zas mimoriadne masívne. Už roky sa teoretizuje o type, ktorý by sa nachádzal medzi nimi, no vedci ho zatiaľ nedokázali vo vesmíre pozorovať.
Prvým typom sú takzvané čierne diery s hviezdnou hmotnosťou. Ide o objekty, ktoré majú hmotnosť od 5 do niekoľko desiatok násobku hmotnosti Slnka. Na druhej strane spektra ležia supermasívne čierne diery, ktorých hmotnosť sa pohybuje v miliónoch až miliardách Sĺnk.
Medzi týmito čiernymi dierami existuje tak obrovský hmotnostný rozdiel, že výskumníci teoretizovalo o existencii takzvaných stredných čiernych dier, ktoré by mali hmotnosť niekde medzi týmito typmi čiernych dier. Vedci z University of Tokyo v novej práci ukázali, kde by mohli stredné čierne diery existovať a ako by mohli vzniknúť.
Vysvetľujú, že stredné čierne diery nájdeme s najväčšou pravdepodobnosťou v takzvaných guľových hviezdokopách. Ide o regióny, kde nájdeme státisíce až milióny hviezd, tesne nalepených na sebe. Prvé simulácie svojho druhu, ktoré ukazujú formáciu guľovej hviezdokopy hviezdu po hviezde, ukazujú, že v týchto štruktúrach môžu vzniknúť dostatočne masívne hviezdy. Tie sa stanú zárodkom pre strednú čiernu dieru.
“Predchádzajúce pozorovania naznačili, že masívne guľové hviezdokopy môžu ukrývať strednú čiernu dieru. Za strednú čiernu dieru považujeme objekt s hmotnosťou od 100 do 10-tisíc násobku hmotnosti Slnka,” vysvetlil Michiko Fujii, vedúci výskumu.
Guľové hviezdokopy nie sú kľudným miestom, vysvetľujú vedci. Ide o regióny, kde často dochádza ku zrážkam a zlučovaniu hviezd. V strede hviezdokopy dochádza k zrážkam častejšie a môže sa stať, že vznikne gigantická hviezda s viac ako tisícnásobkom hmotnosti Slnka. Práve takéto hviezdy sa môžu premeniť na stredné čierne diery. Predchádzajúce simulácie však naznačovali, že v jadre hviezdokopy hviezdne vetry väčšinu materiálu hviezdy odfúknu preč.
Už vieme, kde nájsť stredné čierne diery
Výskumníci teda museli vytvoriť simuláciu, ktorá ukazovala hviezdokopu stále v procese formácie. Ako však autori vysvetľujú, vytvoriť takúto simuláciu nebolo vôbec jednoduché, kvôli vysokým nákladom. Nakoniec sa im to ale podarilo a vznikla prvá simulácia svojho druhu, ktorá zachytávala evolúciu individuálnych hviezd s realistickými hmotnosťami.
To umožnilo vedcom rekonštruovať evolúciu hviezd v natlačenom priestore. Vytvorili aj nový kód, ktorý im dovolil do simulácie integrovať milióny hviezd. Táto simulácia ukázala, že v jadre guľovej hviezdokopy skutočne môže dôjsť k početným kolíziám a vzniku gigantických hviezd. Tieto hviezdy sa nakoniec premenia na stredné čierne diery. Vedci dokázali, že v takomto prostredí môžeme najrýchlejšie nájsť stredné čierne diery. V budúcnosti by ale chceli simulovať celé galaxie tak, že simulujú každú jednu hviezdu v galaxii. Zatiaľ ale ide o simuláciu, s ktorou majú súčasné superpočítače problém.
