Vedci použili röntgenové observatórium NASA Chandra na identifikáciu čiernej diery s hmotnosťou asi 200 000-násobku hmotnosti Slnka v plyne a prachu v galaxii MRK 462.
MRK 462 obsahuje len niekoľko stoviek miliónov hviezd, čo z nej robí trpasličiu galaxiu. Naproti tomu naša Mliečna dráha je domovom niekoľkých stoviek miliárd hviezd. Toto je jeden z prvých prípadov, kedy bola v trpasličej galaxii nájdená „zakrytá“ supermasívna čierna diera.
„Táto čierna diera v MRK 462 patrí medzi najmenšie zo supermasívnych čiernych dier,“ povedal Jack Parker z Dartmouth College v New Hampshire, ktorý viedol štúdiu s kolegom Ryanom Hickoxom, tiež z Dartmouthu. "Nájsť takéto čierne diery je veľmi problematické."
Vo väčších galaxiách astronómovia často nachádzajú čierne diery hľadaním rýchlych pohybov hviezd v centrách galaxií. Trpasličie galaxie sú však príliš malé a slabé na to, aby to väčšina súčasných prístrojov zistila. Ďalšou technikou je hľadanie znakov rastúcich čiernych dier, ako je plyn, ktorý sa zahrieva na milióny stupňov a žiari v röntgenovej oblasti spektra, keď padá smerom k čiernej diere.
Výskumníci v tejto štúdii použili observatórium Chandra na sledovanie ôsmych trpasličích galaxií, ktoré predtým vykazovali náznaky rastu čiernych dier z optických údajov zhromaždených prostredníctvom Sloan Digital Sky Survey. Z týchto ôsmich iba Mrk 462 vykazoval röntgenový podpis rastúcej čiernej diery.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS) je jeden z najväčších prieskumov oblohy v histórii astronómie. Prvé pozorovania sa začali v roku 2000 a v roku 2021 vstúpil projekt do svojej piatej fázy. Prieskum bol pôvodne vykonávaný pomocou 2,5 teleskopu na observatóriu Apache Point v Novom Mexiku , postupne bol tiež zapojený teleskop du Pont v observatóriu Las Campanas v Čile .
Nezvyčajne veľká intenzita vysokoenergetického röntgenového žiarenia porovnaná s nízkoenergetickým röntgenovým žiarením spolu s porovnaním s údajmi na iných vlnových dĺžkach naznačuje, že čierna diera Mrk 462 je silne zakrytá plynom.
"Pretože takto zakryté čierne diery je ešte ťažšie odhaliť ako tie exponované, nájdenie čiernej diery tohto typu môže znamenať, že existuje oveľa viac trpasličích galaxií s podobnými čiernymi dierami," povedal Hickox. "Je to dôležité, pretože by to mohlo pomôcť vyriešiť hlavnú otázku v astrofyzike: Ako sa čierne diery vo vesmíre zväčšili tak skoro?"
Predchádzajúce výskumy ukázali, že čierne diery môžu nadobudnúť váhu až miliardunásobku hmotnosti Slnka za menej ako miliardu rokov od vzniku vesmíru, čo je malý zlomok jeho súčasného veku. Jedna teória tvrdí, že tieto obrovské objekty vznikli, keď sa masívne hviezdy zrútili a vytvorili čierne diery, ktoré vážili len asi 100-násobok hmotnosti Slnka. Teoretická práca sa však snaží vysvetliť, ako by sa mohli zrútiť dostatočne rýchlo na to, aby dosiahli veľkosť, ktorú mali v ranom vesmíre.
Alternatívnym vysvetlením je, že raný vesmír bol posiaty čiernymi dierami s váhou desiatkok tisíc slnečných hmotností, keď boli vytvorené - možno z kolapsu gigantických oblakov plynu a prachu.
Veľká časť trpasličích galaxií so supermasívnymi čiernymi dierami však poukazuje na to, že zárodky malých čiernych dier z najstaršej generácie hviezd sa tvorili neuveriteľne rýchlo a vytvorili tak množstvo objektov s váhou miliárdnásobku hmotnosti Slnka v ranom vesmíre.
Podmienky potrebné na priamy kolaps z obrovského oblaku na stredne veľkú čiernu dieru by mali byť zriedkavé, takže sa neočakáva, že veľká časť trpasličích galaxií bude obsahovať supermasívne čierne diery. Na druhej strane čierne diery s hviezdnou hmotnosťou sa očakávajú v každej galaxii.
"Z jedného príkladu nemôžeme robiť silné závery, ale tento výsledok by mal podporiť oveľa rozsiahlejšie hľadanie skrytých čiernych dier v trpasličích galaxiách," povedal Parker. "Sme nadšení z toho, čo sa môžeme naučiť."
Tieto výsledky boli prezentované na 239. stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Salt Lake City a boli súčasťou virtuálneho tlačového brífingu, ktorý sa konal v pondelok 10. januára.