Tajemství vesmíru a supermasivní černé dvojdíry. Nový důkaz přinesl i astrofyzik z Brna

Český astrofyzik se podílel na studii, která přinesla přesvědčivý důkaz o existenci supermasivních černých dvojděr v aktivních galaktických jádrech. Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity (MUNI) byl součástí v mezinárodního výzkumného týmu, který zkoumal tzv. blazary.

Tým složený z odborníků z pěti zemí a osmi vědeckých či univerzitních pracovišť vedla německé astronomka Silke Britzen z německého Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii. Studie se zabývala blazary, což je označení pro aktivní jádro galaxie, jehož rychlé výtrysky horké plazmy, tzv. jety, směřují přímo k Zemi. "Vědci ukázali důkazy, že za pozorovanou proměnlivost blazarů je ve skutečnosti zodpovědná precese jetů, tedy specifický rotační pohyb výtrysků plazmy, který je způsoben buď přítomností druhé masivní černé díry v blízkosti primární, nebo pokřiveným akrečním diskem kolem jediné černé díry," uvedl Radim Sajbot, mluvčí MUNI.

"Fyzika akrečních disků a jetů je poměrně složitá, ale jejich prostorovou kinematiku lze přirovnat k jednoduchým gyroskopům, které si můžeme představit jako roztočenou dětskou hračku – káču. Pokud na akreční disk působí vnější kroutící moment, například prostřednictvím obíhající sekundární černé díry, dojde k jeho precesi a nutaci (tedy změnám orientace osy a jejímu kolísání) a spolu s ním tento pohyb vykonává i jet, podobně jako u osy rotace Země, kterou ovlivňuje Měsíc a Slunce," dodal spoluautor studie Zajaček z Ústavu teoretické fyziky a astrofyziky.

Supermasivní černé díry se pozorují stejnou technikou, která umožnila v dubnu 2019 v rámci projektu Event Horizon Telescope poprvé zobrazit stín černé díry a pozorovat černou díru o hmotnosti 6,5 miliardy Sluncí v galaxii M87. Jedná se o propojení radioteleskopů na velmi velké vzdálenosti pomocí rádiové interferometrie s velmi dlouhou základnou.

Hledání blízkých párů supermasivních binárních černých děr probíhá již několik desetiletí, podle vědců však stále připomíná hledání jehly v kupce sena. "Stále nám chybí dostatečné rozlišení, abychom mohli existenci supermasivních dvojitých černých děr zkoumat přímo. Zdá se však, že precese jetů poskytuje nejlepší stopu těchto objektů, jejichž existenci očekává nejen komunita odborníků na černé díry / aktivní galaxie, ale také komunita odborníků na gravitační vlny, kteří nedávno publikovali důkazy o existenci kosmického gravitačního pozadí v důsledku gravitačních vln emitovaných při splynutí masivních černých děr v průběhu kosmické historie," shrnula Britzen, vedoucí výzkumného týmu.