Černá díra míří výtryskem téměř k Zemi. Vědci našli kandidáta na mikroblazar

Výtrysk z okolí černé díry míří téměř naším směrem. Mezinárodní tým v systému IRAS 18293−0941 rozpoznal přesvědčivého kandidáta na mikroblazar v Mléčné dráze. Oznámení z 22. září přináší také možnou stopu k původu mimořádně energetického záření. Samotná studie ale pečlivě odlišuje pozorované struktury od jejich fyzikálního výkladu.

Známý objekt odhalil nezvyklou povahu

IRAS 18293−0941 je dvojhvězdná soustava ukrytá za mezihvězdným prachem. Podle výkladu vědců v ní horká hmotná hvězda a černá díra obíhají kolem společného těžiště přibližně jednou za 11,38 dne. Vzdálenost kolem dvanácti tisíc světelných let ji řadí do naší Galaxie. Za objevem stojí tým vedený výzkumníky ze Španělska, Nizozemska a Argentiny.

Amsterdamská univerzita popisuje černou díru o zhruba deseti hmotnostech Slunce. Plyn odebíraný průvodní hvězdě vytváří kolem kompaktního objektu akreční disk a část proudící hmoty odchází dvěma protilehlými výtrysky. Právě jejich orientace vysvětluje, proč systém působí tak neobvykle při pohledu ze Země.

Výtrysk přitom neznamená, že by hmota dokázala uniknout zevnitř černé díry. Vzniká v jejím okolí, ještě před hranicí, odkud se k vnějšímu pozorovateli nedostane ani světlo. Rozdíl mezi horizontem, diskem a zářícím okolím podrobněji vysvětluje průvodce tím, jak funguje černá díra. Zde sledujeme především chování okolního plynu a jeho záření.

Co znamená výtrysk namířený k Zemi

Astronomové už dávno znají blazary, aktivní jádra vzdálených galaxií, jejichž výtrysk je natočený k nám. Pohání je superhmotné černé díry. Mikroblazar představuje obdobný jev v měřítku hvězdné soustavy. Předpona mikro tedy vyjadřuje srovnání s galaktickými obry. Existenci takových soustav v Mléčné dráze teoretici předpovídali už v devadesátých letech.

Orientace mění to, co dokážeme zaznamenat. Záření proudu pohybujícího se relativistickou rychlostí směrem k pozorovateli je zesílené, zatímco opačný proud může být výrazně potlačený. Na rádiovém obrazu tak vnitřní část systému působí jednostranně. Neznamená to, že černá díra vytváří pouze jediný výtrysk. Jde o důsledek pohybu a úhlu, pod kterým soustavu sledujeme.

Rozhodující bylo propojení několika měření. Síť radioteleskopů EVN rozlišila jemnou strukturu výtrysku a porovnání s polohou hvězdy z mise Gaia ukázalo, že patří právě této soustavě. Tím odpadlo vysvětlení, podle něhož by šlo o vzdálenou aktivní galaxii náhodně promítnutou do stejného směru. Také nepatrné změny optického jasu podporují pohled na oběžnou rovinu téměř shora.

Slova „míří k Zemi“ popisují geometrii soustavy. Studie neoznamuje okamžik, kdy by se proud právě obrátil naším směrem, ani zachycení nového krátkého záblesku. Podstatné je naopak to, že jednostranná rádiová struktura přetrvává v pozorováních z různých let. Právě dlouhodobý charakter patří k argumentům pro zařazení mezi mikroblazary.

Druhý výtrysk prozrazuje zářící okolí

Protější proud lze hledat podle toho, co dělá s mezihvězdnou hmotou. Jihoafrický MeerKAT ukázal rozsáhlou rádiovou strukturu o velikosti přibližně sta světelných let a kompaktní jasnou oblast označovanou jako hotspot. Vědci ji interpretují jako místo střetu výtrysku s hustším oblakem. Taková srážka může zahřívat prach, rozsvěcet plyn a předávat energii částicím.

Skutečný snímek níže spojuje různé druhy pozorování. Červená zachycuje infračervené záření teplého prachu, zelená emisi vodíku H alfa a modrá rádiové záření. Malý výřez přibližuje okolí systému a doplňuje rádiové kontury. Barvy tedy přiřazují viditelnou podobu naměřeným datům. Obraz pomáhá porovnat, kde se jednotlivé stopy překrývají.

Možná stopa k vesmírnému urychlovači

Zajímavost soustavy přesahuje samotný směr výtrysku. V jejím širším okolí je znám zdroj extrémně energetického gama záření. Nabízí se scénář, v němž proud urychluje částice a hustý oblak poskytuje materiál pro jejich následné srážky. V takovém prostředí by částice mohly dosahovat energií v oblasti petaelektronvoltů. Gama záření by pak bylo pozorovatelnou stopou těchto procesů.

Zde je potřeba zachovat rozdíl mezi slibným vysvětlením a uzavřeným případem. Autoři modelují možnou souvislost s gama zdrojem LHAASO J1831−1007u* a ukazují, že by fyzikálně mohla fungovat. Neprohlašují tím za definitivně prokázané, že všechno pozorované vysokoenergetické záření pochází právě z tohoto mikroblazaru. Také označení kandidát zůstává v odborném textu výslovně přítomné.

Co mají ukázat další pozorování

Tým chce opakovat rádiová měření s vysokým rozlišením, sledovat vývoj výtrysku a podrobněji zkoumat místo jeho kontaktu s molekulárním oblakem. Současně pokračuje hledání dalších podobných systémů. Právě další měření mohou zpřesnit, jak spolu souvisejí kompaktní zdroj, rozsáhlé rádiové útvary a vysokoenergetické záření.

Pokud se navržený obraz potvrdí, získají astronomové v naší Galaxii dostupnější prostředí pro výzkum procesů známých z mnohem vzdálenějších blazarů. Mohou podrobněji sledovat, jak výtrysk přenáší energii z malého okolí černé díry do mezihvězdného prostoru. Na zajímavosti objevu se tak podílí nejen neobvyklý úhel pohledu, ale také možnost propojit samotný zdroj s jeho rozsáhlými účinky.