Kvasary jsou zářící srdce vzdálených galaxií. Až dosud bylo záhadou, jak černé díry vznikly v jejich středu v raných dobách vesmíru. Nyní astronomové našli vysvětlení.
Radioastronomie se skutečně rozjela až po druhé světové válce: Obrovské dalekohledy nyní umožnily astronomům nahlédnout do oblastí našeho vesmíru, které jim dříve zůstávaly uzavřené. Vědci brzy spatřili na obloze nápadné objekty, které jasně zářily a v podstatě vypadaly jako hvězdy.
Ale ve skutečnosti to byly supermasivní černé díry v centrech velmi vzdálených galaxií. Astronom Maarten Schmidt narozený v Nizozemsku, bez jména, jej nazval „kvazi-hvězdným rádiovým zdrojem“. Odtud pochází pojem kvasar. Tyto kvasary zazářily téměř miliardu let po velkém třesku, který před asi 13,8 miliardami let předznamenal počátek našeho vesmíru. To astronomy zmátlo. Jak mohly z astronomického hlediska vzniknout tak velké objekty o hmotnosti až miliardy Slunce v tak krátkém čase?
Záhada vzniku černé díry
Mezinárodní tým výzkumníků nyní našel odpověď na tuto otázku s pomocí počítačových simulací: proudy chladného, turbulentního plynu kondenzují a vytvářejí první černé díry s deseti až sto tisíci hmotnostmi Slunce. Tyto objekty pak sloužily jako zárodky pro vznik supermasivních černých děr, píší vědci v časopise Nature.
V dnešním kosmu má téměř každá galaxie ve svém středu velkou černou díru s milionovou až miliardovou hmotností našeho Slunce. Zpočátku si astronomové mysleli, že hmotnost těchto supermasivních černých děr bude v průběhu kosmické historie víceméně rovnoměrně narůstat. Tato představa však musela být opravena, když byly kvasary sledovány v raném vesmíru. I ony jsou supermasivními černými dírami, do kterých při tom proudí hmota a zahřívá se – proto kvasary září jasněji než galaxie, v jejichž centrech se nacházejí.
,,Kosmologické simulace ukázaly, že tyto kvasary mohou vzniknout přílivem studeného plynu,“ vysvětluje záhadu Muhammad Latif z Univerzity Spojených arabských emirátů a jeho kolegové z Rakouska, Velké Británie a Kanady. Předpokladem k tomu ale je, že černé díry s deseti až sto tisíci hmotnostmi Slunce již existují. Doposud však neexistuje jednoznačné vysvětlení jejich vzniku. Ačkoli neobvyklé scénáře mohou vést ke vzniku těchto semen pro supermasivní černé díry. Jsou ale příliš vzácné na to, aby vysvětlily frekvenci kvasarů v mladém vesmíru.
Vznik přílivem plynu
Jak vědci uvádějí, příliv chladného plynu do galaxií vznikajících v mladém vesmíru vede k silné turbulenci. A tato turbulence brání hvězdám, aby se z plynu tvořily normálním způsobem. Teprve když se hmotnost nahromaděného chladného plynu zvýší na 30 000 až 40 000 hmotností Slunce, hustý plynový oblak se zhroutí vlastní gravitací a vytvoří odpovídající velkou černou díru.
Podle Latifa a jeho kolegů tento jednoduchý proces zajišťuje, že všude tam, kde se zdá dostatek plynu pro vznik kvasaru, se může zpočátku vytvořit semeno. A tento proces se také vyskytuje dostatečně často, aby vysvětlil počet kvasarů. ,,První kvasary byly proto přirozeným důsledkem formování struktury v raném vesmíru,“ říkají výzkumníci, ,,a nevyžadovaly exotická, jemně vyladěná prostředí, jak se dříve předpokládalo.“
Zdroj: spiegel, Vapol
