Astronomové používající vesmírný teleskop Jamese Webba provedli klíčové pozorování toho, jak supermasivní černé díry spotřebovávají hmotu. Studie zaměřená na galaxii Circus, která se nachází 13 milionů světelných let daleko, zjistila, že téměř veškerý prach a plyn živící černou díru je koncentrován v hustém prstenci, spíše než aby byl rozptýlen emisemi, jak se dříve myslelo. Tento objev zpochybňuje desetiletí modelů a poskytuje jasnější obrázek o tom, jak galaxie vyzařují infračervené světlo.
Neočekávaná struktura zdroje energie černé díry
Po mnoho let se vědci domnívali, že nejjasnější infračervená emise z aktivních galaxií pochází hlavně z proudů horkého plynu vyvrženého černými dírami. Vysoce kvalitní snímky z Webb však ukazují opak: Přibližně 87 % světelného prachu je obsaženo na kompaktním disku napájejícím černou díru, přičemž méně než 1 % je vyvrženo jako výfuk. Tato struktura, známá jako “torus”, funguje jako trychtýř i regulátor – směruje hmotu dovnitř a zároveň řídí, jak se uvolňuje energie.
“Od 90. let nebylo možné vysvětlit nadměrné infračervené vyzařování…modely zohledňují buď torus, nebo emise, ale nedokáží vysvětlit přebytek.” – Enrique Lopez-Rodriguez, Univerzita v Jižní Karolíně
Proč na tom záleží: Upřesnění našeho chápání galaxií
Nové objevy jsou významné, protože vyžadují přehodnocení toho, jak galaxie produkují energii. Černé díry jsou centrálními motory v mnoha galaxiích a přesné modelování jejich chování je zásadní pro pochopení vývoje galaxií. Staré modely byly neúplné. Rozdíl mezi předpovězeným a pozorovaným infračerveným světlem mátl astronomy po celá desetiletí a tato studie konečně poskytuje přesvědčivé vysvětlení: zdroj paliva je mnohem koncentrovanější, než se dříve myslelo.
Jak k objevu došlo
Tým dosáhl tohoto průlomu pomocí Webb Aperture Masking Interferometer, pokročilého nástroje, který efektivně zdvojnásobuje rozlišení dalekohledu kombinací světla z několika malých otvorů. Tato technika umožnila výzkumníkům rekonstruovat jasné snímky středu galaxie Circus a odhalit dříve skryté detaily krmné zóny černé díry. Toto je poprvé, kdy byl kosmický infračervený interferometr použit ke studiu objektu mimo naši galaxii, čímž se otevřely dveře podobným pozorováním jiných černých děr.
Budoucnost výzkumu černých děr
Aby vědci potvrdili, zda je Circus anomálií nebo typickým pro jiné černé díry, plánují rozšířit velikost vzorku. Statistická studie tuctu nebo dvou tuctů černých děr je zapotřebí k určení obecných vzorů akrečních disků a ejektů. Tato rafinovaná data nám umožní vytvořit přesnější modely produkce galaktické energie a získat hlubší pochopení těchto tajemných kosmických motorů.
Tento objev podtrhuje sílu nových technologií, jako je Webb’s, při zpochybňování zažitých přesvědčení a poskytuje jasnější pohled na nejextrémnější jevy ve vesmíru.
