Skrývá Orionův meč černou díru 200krát těžší než Slunce?

12. 9. 2012; autor: RNDr. Ladislav Šubr, Ph.D. ; rubrika: Věda na UK

Mezinárodní tým vědců z Univerzity Karlovy v Praze, Univerzity v Bonnu a Queensland Univerzity v Brisbane na základě analýzy observačních dat a desítek numerických modelů ukázal, že jádro známé Velké mlhoviny v Orionu může skrývat černou díru asi 200krát těžší, než je Slunce. Výsledky jejich práce dnes zveřejnil renomovaný odborný časopis The Astrophysical Journal.

Za použití nejmodernějšího výpočetního vybavení řešili Ladislav Šubr, Pavel Kroupa a Holger Baumgardt náročný problém modelování vývoje hvězdokupy po jejím zrodu z mateřského molekulárního oblaku. Vedoucí projektu Ladislav Šubr z Univerzity Karlovy vysvětluje: „Museli jsme vyvinout zcela nový způsob, jak do výpočtů zahrnout plyn vytlačovaný ven z hvězdokupy zářením horkých mladých hvězd.“ Tým vědců sestavil model velmi husté hvězdokupy, tvořené na počátku plynem a hvězdami s obvyklým poměrem lehkých a těžkých hvězd. „Vycházet z takových počátečních podmínek je velkou výzvou a museli jsme využít nejsofistikovanějších numerických metod, jež jsou v současnosti k dispozici,“ poznamenává Holger Baumgardt. Výpočty byly prováděny pomocí programu NBODY6, jehož vývoj znamenal desítky let náročného výzkumu na poli matematiky, fyziky a informatiky pod vedením Sverre Aarsetha z Cambridge.

Výpočty zahrnovaly mj. detailní popis vývoje těžkých hvězd a jejich vzájemné interakce.

Ukázalo se, že během vytlačování zbytkového plynu ven z hvězdokupy docházelo k její expanzi. Zároveň docházelo k vystřelování těžkých hvězd velkými rychlostmi v důsledku těsných přiblížení tří těles. V některých případech dokonce došlo k přímým srážkám a následným splynutím těžkých hvězd. Výsledkem byl vznik jedné dominantní, velmi hmotné hvězdy. Ta se v určitý okamžik stala nestabilní a zhroutila se do černé díry o hmotnosti přibližně 200 Sluncí. Ladislav Šubr vysvětluje: „Náš model elegantně vysvětluje veškeré pozorované vlastnosti hvězdokupy v Orionu, chybějící těžké hvězdy i vysoké rychlosti těch, které zbyly – předpokládáme, že jsou gravitačně vázány k černé díře.“

„Černou díru by bylo možno pozorovat prostřednictvím záření okolního plynu, který by na ni padal,“ říká Holger Baumgardt. „Naše výpočty naznačují, že by kolem ní mohla s velkou pravděpodobností obíhat hvězda, jejíž vnější obálka by byla v periodických intervalech strhávána na černou díru a ta by pak zářila v rentgenovém oboru.“

Velká mlhovina v Orionu tak nadále zůstává předmětem intenzivního výzkumu. Pokud by v ní byla objevena předpovězená černá díra, znamenalo by to významný krok pro naše pochopení vzniku velmi hmotných hvězd a zrodu hustých hvězdokup z jejich plynných obálek. „Přítomnost takto hmotné černé díry prakticky za humny by umožnila intenzivnější studium těchto záhadných objektů,“ uzavírá Pavel Kroupa.

Článek: CATCH ME IF YOU CAN: IS THERE A “RUNAWAY-MASS” BLACK HOLE IN THE ORION NEBULA CLUSTER?

„The Astrophysical Journal“