Polykání obrovského množství hmoty černými děrami z okolního prostoru neprobíhá úplně decentně. Když si černá díra "odkrkne", vychrlí ohromné paprsky rentgenového záření, generované materiálem, který se při nasávání černou dírou zahřívá na intenzivní teploty. Díky tomu se rozzáří do té míry, že to lze zaznamenat i ze Země. 

Zdroj: Youtube

Tohle vše je běžné chování černé díry. Že by ale chrlila tyto rentgenové erupce v dokonale pravidelném intervalu, to už úplně běžné není. Přesto právě takové chování zaznamenali astronomové u supermasivní černé díry ve středu galaxie vzdálené 250 milionů světelných let. "Každých devět hodin: bum - rentgenová erupce," popisuje tento jev web Science Alert.

Mrtvý bílý trpaslík

Na studium tohoto neobvyklého chování se zaměřil astronom Andrew King z Leicesterské univerzity ve Velké Británii a nyní oznámil, že identifikoval příčinu - je jí mrtvá hvězda, která setkání s černou dírou vydržela, ale zůstala uvězněna na devítihodinové eliptické oběžné dráze kolem ní. Pokaždé, když se při svém pohybu po této dráze přiblíží nejtěsněji k černé díře, ta "usrkne" další část jejího materiálu, což je provázeno rentgenovou erupcí.

"Tento bílý trpaslík uvízl na eliptické dráze v blízkosti černé díry, kterou obíhá každých devět hodin," vysvětluje King ve studii, již zveřejnila ve svém měsíčníku Královská astronomická společnost. "Když se přiblíží na nejtěsnější vzdálenost, odpovídající asi patnáctinásobku poloměru horizontu události černé díry (horizont události je nejzazší mez z hlediska pozorovatele vně černé díry, odkud může ještě uniknout světlo, pozn. red.), rozptýlí se část jeho plynu do akrečního disku kolem černé díry a dojde k uvolnění rentgenového záření." 

Černá díra představuje podle astronomů jádro galaxie s názvem GSN 069 a na supermasivní černou díru je velmi lehká - dosahuje jen čtyřistatisícinásobné hmotnosti Slunce. Přesto je aktivní, obklopená už zmíněným akrečním diskem, tedy horkým diskem z rozptýleného materiálu, který pohlcuje. A roste.

Podle Kingova modelu začala tato černá díra zvětšovat svůj objem připojováním vnějších částic právě v době, kdy se k ní příliš blízko zatoulala hvězda typu červený obr - poslední vývojová fáze hvězdy podobné Slunci. Černá hvězda zbavila červeného obra vnějších vrstev a urychlila tak jeho přeměnu na bílého trpaslíka, tedy na mrtvé jádro, které zůstává, když hvězda spotřebuje svou jadernou energii - bílí trpaslíci zvolna vyzařují pouze zbytkové teplo, tedy energii nashromážděnou za aktivního života hvězdy, a chladnou.

Nemá jak uniknout

Trpaslík uvízl na oběžné dráze kolem černé díry, již nadále živil, a nemohl už pokračovat na své pouti vesmírem. 

Na základě velikosti rentgenových erupcí, oběžné dráhy hvězdy a toho, jak chápeme záření vznikající pohlcováním hmoty černou dírou, byl King schopen určit i trpaslíkovu hmotnost. Podle jeho výpočtů je přibližně 0,21krát větší než hmotnost Slunce.

To je docela standardní hmotnost menších bílých trpaslíků. A je-li onou hvězdou skutečně bílý trpaslík, můžeme na základě našich dosavadních znalostí vývojových fází hvězd tohoto typu vyvozovat, že i v době, kdy už dávno ztratil vodík, má stále dost hélia. 

"Je pozoruhodné pomyslet na to, že hmotnost, složení i oběžnou dráhu malé hvězdy vzdálené 250 milionů světelných let je možné odvodit," podotýká King.

Pokud jde o budoucnost bílého trpaslíka, pokud se nic dalšího nezmění, zůstane přesně tam, kde je, dál bude obíhat kolem černé díry, a ta ho bude po miliardy let pomalu pohlcovat. Tím se bude trpaslík roztahovat a zmenšovat svou hustotu (bílí trpaslíci jsou jen o něco větší než Země), až se případně změní v plynného obra. "Možná se zkusí vymanit, ale nemá jak utéct. Černá díra jej bude pohlcovat stále pomaleji, ale nikdy nepřestane," říká King.

Možná se to ve vesmíru děje častěji

King také na základě všech výše uvedených parametrů předpokládá, že se oběžná dráha bílého trpaslika mírně rozkolísá v závislosti na tom, jak její ohnisko bude ztrácet rychlost. Toto kolísání by se mělo opakovat přibližně každé dva dny, a možná bychom ho mohli i zaznamenat, budeme-li celý systém pozorovat dostatečně dlouho.

Podle Kinga by to mohlo představovat jeden z mechanismů, díky nimž se černé díry během času rozrůstají. K potvrzení této hypotézy by však bylo potřeba prostudovat větší množství podobných systémů, a ty nemusí být snadné najít. 

GSN 069 má totiž na supermasivní černou díru poměrně nízkou hmotnost, což právě způsobuje, že se hvězda může v její blízkosti pohybovat po oběžné dráze. Kdyby měla přežít v přítomnosti černé díry s větší hmotností, musela by se nacházet na oběžné dráze mnohem větší, čímž by se ale snadněji vytratila jakákoli periodicita v jejím pohlcování. A kdyby zabloudila k černé díře příliš blízko, ta by ji okamžitě zničila.

Na druhé straně už samotný fakt, že tento systém identifikován byl, nabízí naději, že není ve vesmíru ojedinělý. "Z astronomického hlediska je tato událost viditelná pro naše současné dalekohledy jen krátkodobě - asi 2000 let, takže jsme ji zaznamenali jen s mimořádným štěstím. Jinde ve vesmíru jich může být mnohem víc, jen nám zatím unikly," uvedl King.