Ačkoli se tato kosmická srážka odehraje až za zhruba 10 tisíc let, vědci její předzvěst sledují už teď. Nevidí sice samotné černé díry – ty pohlcují i světlo – ale pozorují jejich okolí, které září, prská a bliká jako maják v bouři. A právě díky těmto zábleskům si astronomové všimli, že se něco děje.
Blazar, který tiká jako hodiny
PKS 2131-021 patří do vzácné skupiny objektů zvaných blazary. Jde o galaxie s mimořádně aktivními jádry – černá díra v jejich středu hltá hmotu tak zběsile, že kolem sebe vytváří obrovské proudy plazmatu. Tyto výtrysky, letící téměř rychlostí světla, září v rádiových, rentgenových i gama paprscích.
Pozorovaný blazar PKS 2131-021 je zvláštní tím, že jeho záření se mění s dokonalou pravidelností, jako by někdo ve vesmíru otočil knoflíkem a nastavil rytmus. Vědci tento jev přirovnali k tikání hodin a začali zkoumat, čím by mohlo být způsobeno. Nikdy předtím u žádného blazaru nic podobného nezaznamenali.
Dvě černé díry, jeden smrtící tanec
Po bližším zkoumání astronomové spočítali, že dotyčné černé díry kolem sebe obíhají ve vzdálenosti pouhých 0,03 světelného roku – to je sice padesátkrát víc než vzdálenost mezi Sluncem a Plutem, z pohledu dvou obřích galaxií je to ale co by kamenem dohodil. Jejich oběžná doba je neuvěřitelně krátká: celý oběh dokončí za dva pozemské roky.
Při každém takovém kolečku se jedna z děr přiblíží k Zemi a druhá se vzdálí. Když se k nám výtrysk plazmatu otočí, jeho světlo se díky Dopplerovu jevu zesílí – a blazar náhle zjasní. Když se otočí na druhou stranu, světlo pohasne.
Data z pěti observatoří za posledních 45 let ukázala, že je tento rytmus naprosto konzistentní. Dokonce objevili záznamy ze 70. let, kde světelná křivka přesně odpovídá současným pozorováním. Jinými slovy, vesmírné hodiny tikají už půl století.
Kolize, které mění vesmír
Binární černé díry jsou podle vědců klíčem k pochopení vývoje galaxií. Každá velká galaxie, včetně naší Mléčné dráhy, má ve svém středu černou díru. Když se dvě galaxie srazí a spojí, jejich černé díry se začnou pomalu obíhat – přesně jako PKS 2131-021. Nakonec se sloučí a vytvoří jeden mohutnější objekt. Tento proces může vysvětlit, proč jsou některé černé díry tak obrovské – s hmotností miliard Sluncí.
"Naše výpočty naznačují, že galaxie byly původně malé a postupem času se srážely, čímž rostly," vysvětlil dr. Ignacy Sawicki z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR. "A to samé pravděpodobně platí i pro černé díry."
Simulaci binárního systému černých děr si můžete prohlédnout ve videu:
Když se časoprostor rozechvěje
Až se dvojice PKS 2131-021 nakonec spojí, dojde k události, jakou lidstvo ještě nepozorovalo. Obrovské množství energie se uvolní v podobě gravitace a záření. Okolní plyn se rozžhaví, dojde k bouřlivým chemickým reakcím a galaxie se rozzáří v rentgenovém i gama spektru.
Srážka rovněž vyšle do vesmíru gravitační vlny, které rozhoupou samotný časoprostor. Lze si je představit jako kruhy na vodní hladině, když hodíte kámen do rybníka. V tomto případě je ale tím "kamenem" srážka dvou černých děr o hmotnosti stovek milionů Sluncí. Tyto vlny sice neuvidíme, ale moderní přístroje je dokážou zachytit.
Na samotný okamžik srážky si lidstvo bude muset ještě 10 tisíc let počkat. Díky výpočtům už ale nyní víme, co se stane, a hlavně lépe rozumíme vývoji a budoucnosti galaxií. A co je ze všeho nejvíce fascinující – pravidelný rytmus černých děr vzdálených 9 miliard světelných let nám ukázal, že vesmír vůbec není tak chaotický, jak by se mohlo zdát. Naopak, všechno v něm funguje podle přesného řádu.
Zdroje: sciencealert.com, livescience.com, jpl.nasa.gov
