Podľa astronómov by známa guľová hviezdokopa s označením M4 nachádzajúca sa v súhvezdí Škorpión mohla vo svojom jadre obsahovať čiernu dieru strednej hmotnosti.
Keby sa tvrdenie vedcov, ktorí skúmali dáta z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu (HST) a astrometrickej družice GAIA, ukázalo ako pravdivé, poskytlo by dôkaz, že aspoň niektoré husté hviezdokopy môžu obsahovať tzv. čierne diery stredných hmotností.
Guľové hviezdokopy
Vedci už získali dôkazy existencie stelárnych čiernych dier – dôsledkov kolapsu hviezd a pozorovali tiež superhmotné čierne diery v jadrách galaxií. Medzi týmito dvoma skupinami je však pozoruhodná medzera: zatiaľ sa nenašiel priamy dôkaz existencie tzv. čiernych dier strednej hmotnosti (angl. intermediate-mass black holes, skr. IMBH). Pozorovania priniesli prvé náznaky existencie takýchto objektov. Detektory gravitačných vĺn LIGO a Virgo zaznamenali v roku 2020 zrážky čiernych dier s hmotnosťou až 150 hmotností Slnka. Röntgenové pozorovania poukázali na množstvo čiernych dier strednej hmotnosti v centrách trpasličích galaxií. A existuje aj možnosť prítomnosti týchto čiernych dier vo hviezdokopách. Pre hľadanie týchto IMBH sú zaujímavé najmä guľové hviezdokopy. Guľové hviezdokopy obsahujú tisíce až milióny hviezd, majú sférický tvar a sú to veľmi staré objekty. Hviezdy sú v nich tak veľmi koncentrované k centru, že nevieme, čo sa v ich jadrách skrýva.
Eduardo Vitral a jeho kolegovia zo Space Telescope Science Institute v Baltimore v americkom štáte Maryland analyzovali vlastné pohyby hviezd okolo jadra guľovej hviezdokopy M4. HST meral pohyby hviezd v blízkosti jadra hviezdokopy, zatiaľ čo GAIA umožnila zisťovanie hmotnosti a tvaru celej hviezdokopy na základe pozorovaní 6 000 jednotlivých hviezd. Modelovali sme niekoľko rôznych scenárov, uviedol E. Vitral. Skúmali sme, ako IMBH ovplyvňuje pohyb hviezd vo hviezdokope vtedy, keby bolo prítomných niekoľko stelárnych čiernych dier a tiež, ako by to vyzeralo bez prítomnosti takého tmavého nesvietiaceho objektu. Podľa E. Vitrala môžu pohyby indikovať prítomnosť jednej čiernej diery strednej hmotnosti s hmotnosťou približne 800 hmotností Slnka. Možné je však aj to, že sa tam nachádza akýsi centrálny roj zvyškov hviezd, ako sú čierne diery, neutrónové hviezdy alebo biele trpaslíky.
Čaká sa na Webbov teleskop
Nie všetci vedci sú presvedčení, že práve M4 je tým najlepším miestom na hľadanie IMBH. V skutočnosti naozaj môžu existovať guľové hviezdokopy, ktoré obsahujú IMBH, napríklad Omega Centauri, NGC 6388, ale M4 vyzerá podľa mňa celkom normálne, uviedol Holger Baumgardt z Queenslandskej univerzity v Austrálii. Ich (Vitralovho tímu, pozn. red.) výsledky sú kompatibilné s ich modelom. Ja som však tiež modeloval hviezdokopu M4 a nemyslím si, že je tu potrebné uvažovať o prítomnosti IMBH. H. Baumgardt pripomína, že Vitralov model nepočíta so segregáciou hmoty, pri ktorej hmotnejšie hviezdy postupne klesajú k jadru hviezdokopy, zatiaľ čo tie menej hmotné sa pohybujú smerom k okraju. Ak sa do modelovania zahrnie tento efekt, je možné, že pohyby hviezd namerané HST a družicou GAIA v jadre hviezdokopy sa dajú vysvetliť centrálnou koncentráciou zvyškov hviezd.
Podľa E. Vitrala by boli efekty segregácie hmoty menšie než neistoty v ich dátach. Súhlasí však s tým, že výsledky sú nepresvedčivé a dodáva, že jeho výskum v prvom rade pripravuje pôdu pre ďalšie práce. Ideálne by bolo, keby sa podarilo získať viac pozorovaní hviezdokopy z HST aj z nového Vesmírneho teleskopu Jamesa Webba, čo by predĺžilo obdobie, počas ktorého sa merali vlastné pohyby hviezd a zmerali by sa presnejšie aj ich jasnosti. Nárast kvality meraní pomôže získať definitívnu odpoveď na otázku, čo sa naozaj skrýva v jadre M4.
RNDr. Zdeněk Komárek
