Zdánlivě nevýrazná trpasličí galaxie obíhající kolem naší Mléčné dráhy odhalila překvapivou záhadu díky práci studentů astronomie na Texaské univerzitě. Původně to byl domácí úkol, jejich výzkum nečekaně odhalil, že Segue 1, malá galaxie vzdálená pouhých 75 000 světelných let, není tak jednoduchá, jak se zdá. Nedrží ho pohromadě primárně temná hmota, jak se dříve vědci domnívali, ale masivní, dříve neznámá supermasivní černá díra.
Černá díra mnohem větší, než se očekávalo
Po celá léta vědci věřili, že gravitaci Segue 1 podporuje obrovské halo temné hmoty, nepolapitelná látka, která nevyzařuje světlo a tvoří velkou část vesmíru. Práce studentů publikovaná v The Astrophysical Journal Letters však ukazuje, že černá díra s hmotností odhadovanou na 450 000krát větší než naše Slunce je primární silou, která drží galaxii pohromadě. Jde o významný objev, protože hmotnost černé díry je asi desetkrát větší než celková hmotnost všech hvězd v Segue 1.
Klíčovou roli v tomto objevu sehrál Nathan Lijuan, postgraduální student na University of Texas v San Antoniu. K analýze chování galaxie použil pokročilé techniky počítačového modelování, které se naučil ve svém kurzu Galaktické a gravitační dynamiky.
Jak studenti odhalili pravdu
Třída vedená profesory Carlem Gebhardtem (UT Austin) a Richardem Anantuou (UT San Antonio) se rozdělila do skupin, aby simulovaly různé scénáře pro Segue 1. Jedna skupina se konkrétně zaměřila na možnost vzniku černé díry. Aby studenti izolovali gravitační efekty Segue 1, nejprve odstranili hvězdy podléhající gravitaci Mléčné dráhy. Poté studovali rychlost a směr zbývajících hvězd a zjistili, že ty, které jsou blíže středu, se pohybují po rychlých, hustých drahách, což silně ukazuje na přítomnost černé díry. Modely, které zahrnovaly černou díru, mnohem lépe odpovídaly pozorovaným pohybům hvězd Segue 1.
Důsledky pro pochopení galaxií
Tento objev vyvolává důležité otázky ohledně našeho chápání trpasličích galaxií a role černých děr v raném vesmíru. Naznačuje, že supermasivní černé díry mohou být v malých galaxiích běžnější, než se dříve myslelo. Neobvyklá hmotnost černé díry v poměru k hmotnosti hvězd v galaxii naznačuje, že Segue 1 mohla být větší galaxií, která ztratila většinu svého plynu a přestala tvořit hvězdy v důsledku interakcí s Mléčnou dráhou.
Tento objev se také odráží v nedávných objevech uskutečněných teleskopem Jamese Webba, který identifikoval “malé červené tečky” – objekty v raném vesmíru, které se zdají být masivní černé díry obklopené pouze několika hvězdami. Někteří výzkumníci se domnívají, že tyto objekty by mohly být “hvězdy černé díry”, obří koule plynu obklopující černé díry.
Tato studie slouží jako silná připomínka, že nové nápady mohou pocházet z přehodnocení stávajících dat.
Jako další krok Lihuang plánuje použít pokročilé počítačové simulace a umělou inteligenci k prozkoumání dalších trpasličích galaxií, které byly dříve považovány za dominantní temnou hmotu, což může odhalit další překvapení o složení a vývoji našeho vesmíru. Tento objev nabízí cenná vodítka k tomu, jak se galaxie a možná i samotný vesmír vyvíjely – v krajině, kde masivní černé díry mohou hrát významnější roli, než se původně předpokládalo.
