Webb zvážil černou díru, která přerostla vlastní galaxii
Během necelých dvou týdnů popsaly dva nezávislé týmy astronomů hned dvě černé díry z raného vesmíru – jedna váží dvě třetiny hmoty celé své galaxie, druhá dvanáctkrát víc, než odpovídá hmotnosti té její.
#vesmír#věda#astronomie#objev#výzkum
Astronomové ten objekt označují jako Abell2744-QSO1, mezi sebou ho ale řadí k takzvaným malým červeným bodům. Podle pozorování dalekohledu Jamese Webba je jeho světlo na cestě k nám už asi 13 miliard let – vidíme ho v době, kdy měl vesmír teprve asi 700 milionů let, zhruba pět procent svého dnešního věku. Čím dál se díváme, tím starší obraz vesmíru vidíme, protože světlu trvalo miliardy let, než k nám dorazilo.
Černá díra bez vlastní galaxie
Uvnitř malého červeného bodu je supermasivní černá díra – nepředstavitelné množství hmoty stlačené do jediného bodu, jehož gravitaci neunikne nic, ani světlo. Tým z Cambridge pomocí přístroje NIRSpec na Webbu sledoval, jak se kolem černé díry pohybuje plyn, podobně jako planety obíhají Slunce. Z rychlosti tohoto pohybu se dá spočítat hmotnost objektu, kolem kterého plyn krouží. Vyšlo jim, že černá díra má asi 50 milionů hmotností Slunce – dřívější odhad byl jen 40 milionů, tohle je první přímé měření. Zarážející je ale jiné číslo: podle výzkumníků tvoří tahle černá díra nejméně dvě třetiny hmoty celé galaxie. V dnešních galaxiích poblíž nás je černá díra jen zanedbatelným zlomkem celkové hmoty. Galaxie navíc podle měření obsahuje jen minimum vyspělých, starších hvězd, proto se jí přezdívá „nahá" – vypadá to, jako by tu byla černá díra dřív, než se okolo ní stačilo narodit dost hvězd, i když si vědci nejsou jistí, jak přesně by to bylo možné. „Je to důležité zjištění – říká nám to, že většina hmoty QSO1 je soustředěná v černé díře uprostřed," uvedl Ignas Juodžbalis, vedoucí autor studie z Cambridge.
Druhý objev: černá díra, která spí
O necelých devět dní později přišel jiný, samostatný objev, tentokrát v odborném časopise Science. Týmu z Carnegie Science a University College London se poprvé podařilo přímo změřit hmotnost „spící" černé díry – takové, která už nestrhává okolní plyn a nezáří, takže je běžnými metodami prakticky nezjistitelná. Leží v galaxii MRG-M0138, víc než 10 miliard světelných let od Země – světelný rok je vzdálenost, kterou světlo urazí za rok, tedy skoro deset bilionů kilometrů – v době, kdy měl vesmír asi tři miliardy let. Je to nejvzdálenější spící černá díra, jakou se kdy podařilo takhle zvážit – patnáctkrát dál než dosavadní rekord. Vědci využili gravitační čočku: kupa galaxií, která leží mezi námi a onou vzdálenou galaxií, funguje svou hmotou jako přirozená lupa a zvětšila její obraz asi třicetkrát. „Kombinací dat z Webbu a gravitačního zvětšení jsme se mohli podívat do oblasti, kde gravitace černé díry zrychluje pohyb hvězd," popsal metodu Andrew Newman z Carnegie Science. Jeho kolega Richard Ellis z UCL dodal: „Sledování společného pohybu hvězd v jádru téhle vzdálené galaxie nám umožnilo změřit hmotnost jinak neviditelné supermasivní černé díry." Vyšlo jim šest miliard hmotností Slunce – dvanáctkrát víc, než by odpovídalo velikosti okolní galaxie.
💡 Zajímavost: Aby vůbec dokázali zvážit černou díru, kterou žádný dalekohled nikdy neviděl přímo zářit, museli vědci sledovat hvězdy v oblasti o poloměru pouhých 535 světelných let kolem ní – tam se díky jejímu gravitačnímu tahu řítí rychlostí až 398 kilometrů za sekundu, tedy vzdálenost Prahy a Brna by takhle rychlá hvězda urazila za necelou sekundu.
Proč záleží, co vzniklo dřív
Podle zavedené teorie vznikají galaxie z mračen plynu a hvězd jako první, černá díra se zrodí až později ze zhroucené hvězdy a postupně roste tím, že spolyká okolní hmotu. Hmotnost černé díry a hmotnost galaxie kolem ní by si proto měly dlouhodobě odpovídat – to je vztah, který astronomové pozorují u tisíců blízkých galaxií. Oba nové nálezy tomu odporují – v obou případech je černá díra mnohem těžší, než by podle téhle teorie měla být. Buď rostla mnohem rychleji, než teorie dovoluje, nebo v ní byla obrovská od samého začátku – třeba proto, že vznikla přímým zhroucením obrovského mračna plynu, bez fáze, kdy by nejdřív musela existovat hvězda. Ani jeden tým si není jistý, která z možností platí – a právě to je teď nejzajímavější otázka celého oboru. Webb podobně přerostlé černé díry v raném vesmíru zahlédl už dřív, ale šlo o nepřímé odhady z jasu záření. Tohle jsou první dva případy, kdy vědci hmotnost změřili přímo – jednou z pohybu plynu, jednou z pohybu hvězd – a obě metody ukázaly stejnou anomálii.
Kdyby to nebyla výjimka
Pokud se ukáže, že podobně předimenzované černé díry nejsou výjimka, ale běžný jev prvních miliard let vesmíru, změnilo by to představu, jak se vůbec formovaly první galaxie. Roberto Maiolino z Cambridge mluví o „zásadním obratu a přepsání klasických scénářů toho, jak černé díry vznikají a rostou". Oba týmy teď plánují najít další podobné objekty – Cambridge tým už avizoval, že „malé červené body" jako Abell2744-QSO1 nemohly být v raném vesmíru vzácností, a chystá se prohledat další kandidáty z dat Webbu. Carnegie a UCL zase chtějí zjistit, jestli je přerostlý poměr u MRG-M0138 běžný, nebo jde o výjimku. Potvrzení jednoho z těchto scénářů by mohlo vysvětlit, jak se v prvních miliardách let po velkém třesku stihly vytvořit tak obrovské černé díry, jaké dnes vidíme uprostřed velkých galaxií.
Ověřeno z:
- Carnegie Science / AAAS (Science) — studie „A stellar dynamical mass measurement of an inactive black hole at redshift 2" (4. června 2026)
- University of Cambridge / ESA Webb / NASA — tiskové zprávy ke studiím v Nature a Monthly Notices of the RAS o objektu Abell2744-QSO1 (27. května 2026)
- UCL News — tisková zpráva k měření hmotnosti černé díry v galaxii MRG-M0138 (4. června 2026)
