Hvězda s černou dírou? Vědci hlásí objev kosmického tělesa nového typu

Objev zároveň může pomoci vysvětlit hned dvě „záhady“ astronomie – jak mohly černé díry v mladém vesmíru vyrůst tak rychle do obrovských rozměrů a co jsou malé červené tečky, kterých Webbův teleskop nachází v raném vesmíru překvapivě mnoho.

Neznámý objekt, který dostal označení MoM-BH*-1, se nachází tak daleko, že jeho světlo k nám putovalo více než 13 miliard let. Nevidíme ho tedy takový, jaký je dnes, ale takový, jak vypadal pouhých 660 milionů let po velkém třesku.

Na snímcích vypadá jako nápadně červený bod. Jeho světlo je ale natolik neobvyklé, že astronomům okamžitě napovědělo, že se dívají na něco výjimečného.

„Způsob, jakým je jeho světlo téměř výlučně červené a pod určitou vlnovou délkou náhle mizí, je tak dramatický, že se to nedá srovnat s žádnou známou třídou kosmických objektů,“ popsal deníku The Guardian Rohan Naidu, hlavní autor studie publikované tento týden v odborném časopise Nature.

MoM-BH*-1 některými vlastnostmi připomíná obrovskou hvězdu. Množství energie, které vyzařuje, je ale asi 100miliardkrát větší, než jaké může běžná hvězda vytvořit, což mnohem lépe odpovídá aktivitě černé díry.

Autoři studie proto pro tento nový typ kosmického tělesa používají označení „hvězda s černou dírou“. Neznamená to ale, že jde o těleso napůl tvořené hvězdou a napůl černou dírou.

Běžnou hvězdu, jako je Slunce, udržuje v chodu termonukleární fúze v jejím nitru. U MoM-BH*-1 má být zdrojem energie černá díra, která pohlcuje okolní hmotu. Kolem ní se podle vědců nachází obrovské množství mimořádně hustého vodíku.

Tento plynový „kokon“ zachycuje a znovu vyzařuje energii vznikající v blízkosti černé díry. Celý objekt tak může navenek získávat některé vlastnosti podobné hvězdě, přestože jeho skutečným „motorem“ je černá díra.

Podle modelu se hustý plynový obal rozprostírá na desítky astronomických jednotek. Jedna astronomická jednotka odpovídá přibližně vzdálenosti Země od Slunce, takže celý objekt má rozměry srovnatelné se Sluneční soustavou.

Neobvyklá je i červená barva. U podobných vzdálených objektů astronomové předpokládají, že jejich světlo zčervenalo při průchodu kosmickým prachem. Tentokrát ale modely ukazují, že jeho podobu zřejmě mění především extrémně hustý plyn, nikoli prach.

Právě tato vlastnost může být podle odborníků klíčem k jedné z velkých hádanek, které Webbův teleskop přinesl. Na snímcích velmi vzdáleného vesmíru astronomové pravidelně nacházejí množství drobných červených objektů, pro které se vžil název „malé červené tečky“.

O jejich původu se vedou debaty už od doby, kdy je Webbův teleskop začal objevovat. Mohlo by jít o velmi mladé galaxie, aktivní černé díry zahalené prachem nebo o kombinaci několika různých jevů. MoM-BH*-1 nyní nabízí další možnost. Podle autorů studie by za světlem části těchto červených teček mohly stát právě mladé černé díry ukryté v hustém plynu.

Objev má ještě jeden důležitý rozměr. Astronomové už dlouho řeší, jak mohly v mladém vesmíru vzniknout černé díry o hmotnosti milionů až miliard Sluncí. Některé existovaly již v době, kdy od velkého třesku neuplynula ani miliarda let, takže na pomalý růst jednoduše neměly mnoho času.

Hustý obal kolem MoM-BH*-1 by mohl představovat prostředí, ve kterém mladá černá díra dokáže získávat hmotu mimořádně rychle. Autoři studie ale zdůrazňují, že jejich model je zjednodušený a přesná hmotnost černé díry zůstává nejistá.