Záhadné výbuchy z hlbín vesmíru zmiatli vedcov. Čierna diera Ansky robí niečo, čo tu ešte nebolo
Systém čiernych dier Ansky vyvoláva mimoriadne silné röntgenové erupcie, ktoré naznačujú kolíziu v blízkosti supermasívnej čiernej diery a môžu odhaliť nové súvislosti so vznikom gravitačných vĺn.
Neobvyklý systém čiernych dier s označením Ansky prekonáva doterajšie rekordy svojimi intenzívnymi röntgenovými erupciami, ktoré by mohli signalizovať kozmickú kolíziu v reálnom čase a potenciálne pripraviť pôdu pre budúce objavy gravitačných vĺn.
Kvázi-periodické erupcie (QPE) sú opakujúce sa výbuchy röntgenového žiarenia v blízkosti supermasívnych čiernych dier, ktoré sa objavujú v nepravidelných intervaloch. Na rozdiel od typických čiernodierových erupcií, ktoré trvajú minúty alebo hodiny, QPE v systéme Ansky trvajú až 1,5 dňa a opakujú sa každých 4,5 dňa. Vedci ich prirovnávajú ku „kozickým hodinám“ vesmíru, teda zdanlivo pravidelným, avšak s vnútornou komplexnou dynamikou.
Po prvýkrát astronómovia podrobne preskúmali prostredie v okolí opakujúcich sa röntgenových erupcií v blízkosti supermasívnych čiernych dier. K tomuto prelomovému výskumu využili dáta získané z teleskopu NASA NICER (Neutron star Interior Composition Explorer) a ďalších observatórií. Systém s prezývkou Ansky je ôsmym známym zdrojom QPE, pričom vyniká ako doposiaľ najenergetickejší a zároveň prekonáva doterajšie rekordy v ich časovaní a trvaní.
„Tieto QPE sú skutočne záhadné a mimoriadne fascinujúce javy,“ vyjadrila sa Joheen Chakrabortyová, postgraduálna študentka na Massachusetts Institute of Technology v Cambridge. „Jedným z najintrigujúcejších aspektov je ich kvázi-periodická povaha. Neustále vyvíjame metodológie a teoretické rámce potrebné na pochopenie príčin vzniku QPE a neobvyklé vlastnosti systému Ansky nám pomáhajú tieto nástroje zdokonaľovať.“
Názov Ansky pochádza z označenia ZTF19acnskyy, čo bol výbuch viditeľného svetla, ktorý bol prvýkrát zaznamenaný v roku 2019. Táto erupcia pochádzala z galaxie vzdialenej približne 300 miliónov svetelných rokov v súhvezdí Panna a predstavovala prvý náznak, že sa v tejto oblasti odohráva niečo neobvyklé.
Z Ansky sa stala zaujímavá čierna diera
Aktuálna vedecká teória naznačuje, že QPE vznikajú v systémoch, kde relatívne málo hmotný objekt prechádza rozsiahlym diskom plynu, ktorý obklopuje supermasívnu čiernu dieru s hmotnosťou stotisíc až miliardy krát väčšou ako je hmotnosť nášho Slnka. Keď tento menej hmotný objekt (napríklad hnedý trpaslík alebo zvyšok hviezdy) prenikne diskom, jeho prechod vyvolá vyvrhnutie expandujúcich oblakov extrémne horúceho plynu, ktoré astronómovia pozorujú ako QPE v röntgenovom spektre. Každá takáto kolízia uvoľní energiu ekvivalentnú výbuchu 100 miliárd atómových bômb.
Neprehliadni
Vedci sa domnievajú, že kvázi-periodicita týchto erupcií je spôsobená tým, že obežná dráha menšieho objektu nie je dokonale kruhová a postupom času sa špirálovito približuje k supermasívnej čiernej diere. Extrémna gravitácia v bezprostrednej blízkosti čiernej diery zároveň deformuje štruktúru časopriestoru a mení obežnú dráhu menšieho objektu tak, že sa pri každom obežnom cykle neuzatvára. Súčasné vedecké poznatky naznačujú, že tieto erupcie sa budú opakovať, kým plynový disk nezanikne alebo kým sa menší objekt na svojej obežnej dráhe nerozpadne, čo môže trvať aj niekoľko rokov.
Systém Ansky sa výrazne líši od ostatných známych zdrojov QPE. Väčšina podobných systémov vzniká, keď čierna diera roztrhá prechádzajúcu hviezdu, čím vytvorí malý disk v tesnej blízkosti. V prípade Ansky však pozorovania naznačujú, že disk je minimálne 10-krát väčší a obsahuje plyn prichádzajúci priamo z okolia čiernej diery, nie z roztrhanej hviezdy. Tento rozdiel vysvetľuje, prečo erupcie trvajú dlhšie a sú energetickejšie ako v iných systémoch.
Ansky je až prekpvapivo presná čierna diera
Medzinárodný tím pod vedením Loreny Hernández-Garcíovej z University of Valparaíso v Čile prvýkrát upozornil na QPE v systéme Ansky v apríli 2025. Ich štúdia, publikovaná v časopise Nature Astronomy, kombinovala dáta z piatich vesmírnych observatórií a odhalila, že každá erupcia vyvrhne hmotu ekvivalentnú 1,5-násobku Jupitera rýchlosťou 45 000 km/s..
Napriek tomu, že výskum systému Ansky priniesol množstvo nových poznatkov, stále zostáva niekoľko zásadných otázok nezodpovedaných. Vedci zatiaľ presne nevedia, aký je pôvod rozsiahleho disku plynu, ktorý obklopuje supermasívnu čiernu dieru v tomto systéme, či ide o pozostatok po roztrhanej hviezde, alebo o materiál zachytený z okolia galaxie. Rovnako nie je úplne jasné, aký objekt spôsobuje samotné erupcie. Môže tak ísť napríklad o zvyšok hviezdy, hnedého trpaslíka alebo iný málo hmotný objekt, ktorý pravidelne prechádza diskom. Otvorená zostáva aj otázka, ako dlho môže tento jedinečný systém existovať v stabilnej podobe, kým dôjde k rozpadu menšieho objektu alebo zániku plynového disku. Odpovede na tieto otázky prinesú ďalšie pozorovania a nové teoretické modely, ktoré nám pomôžu lepšie pochopiť extrémne procesy prebiehajúce v blízkosti čiernych dier.
Odpovede môžu prísť s misiou LISA (Laser Interferometer Space Antenna), ktorú plánuje ESA na rok 2035. Toto observatórium gravitačných vĺn by mohlo detekovať vibrácie časopriestoru spôsobené interakciami podobnými tým v systéme Ansky. Kombinácia dát z röntgenových observatórií a LISA otvorí novú éru tzv. multi-messengerovej astronómie.
„Systém Ansky nám ponúka unikátne laboratórium pre štúdium extrémnej fyziky,“ dodáva Chakrabortyová. „Každá erupcia je ako otvorená učebnica, ktorá nám odhaľuje detaily interakcií, aké sme doteraz nepozorovali.“
S pokračujúcimi pozorovaniami a novými technológiami možno očakávať, že táto „kozmická horúčka“ prinesie ešte prekvapivé objavy, ktoré pretriasajú naše chápanie čiernych dier a ich roly v evolúcii galaxií.
Komentáre