Znovuobjevení nejbližší černé díry

Kromě černých děr se zářícím akrečním diskem existují černé díry, které jsou opravdu „černé“. Prokázat existenci takových černých děr lze jen nepřímo – z vlivu na pohyb okolních hvězd.

Pojem „černá díra“, označující původně jeden z neočekávaných matematických výsledků Einsteinovy obecné teorie relativity, v dnešní době již zlidověl v řadě přenesených významů spojených s představou nenávratného zmizení věcí či informací. Zatímco ještě před několika desítkami let i mnozí erudovaní vědci pochybovali o možnosti reálné existence černých děr, dnešní teoretická astrofyzika by se bez této představy těžko obešla a různá pozorování přesvědčivě potvrzují přítomnost černých děr v různých vesmírných objektech. V zásadě můžeme pozorované díry rozdělit do dvou kategorií. Jsou to jednak velmi hmotné černé díry o hmotnostech 10⁶ až 10¹⁰ hmot Slunce, které se nacházejí ve středech galaxií včetně naší Galaxie (srov. např. Vesmír 98, 508, 2019/9; 95, 350 2016/6; 94, 210, 2015/4), nebo černé díry o hmotnosti pouze několika hmot Slunce, které vznikají zhroucením hmotnějších hvězd v jejich závěrečných vývojových stadiích. Předpokládá se také existence středních černých děr o hmotnostech 10² až 10⁴ hmot Slunce, které by se mohly nacházet v centrech kulových hvězdokup, nejsou však dosud spolehlivě prokázány (srov. Vesmír 88, 776, 2009/12).

Černé díry vznikají nahuštěním velkého množství hmoty do malého prostorového objemu, kolem kterého se vytvoří tak silné gravitační pole, že úniková rychlost přesáhne rychlost světla, takže nejen žádná částice, ale ani světelný signál nemůže uniknout do vnějšího prostoru. Proto jsou taková tělesa charakterizovaná jako „černá“ a navenek se projevují pouze svým silným gravitačním polem. Jejich gravitace ovšem přitahuje okolní hmotu, která může padat dovnitř pod plochu zvanou horizont, odkud již není návratu. Proto tedy tato tělesa nazýváme „díry“.

Poněkud paradoxně ovšem pomocí černých děr vysvětlujeme zpravidla ty nejzářivější objekty, které ve vesmíru pozorujeme. Je to proto, že hmota padající do černé díry kolem ní obvykle napřed obíhá a vytváří tzv. akreční disk, v němž se zbavuje přebytečného momentu hybnosti a zároveň se zahřívá a přeměňuje značnou část své potenciální energie v záření, které ještě nad horizontem vyzáří do okolního prostoru. Většinu černých děr, které dnes známe, jsme tedy objevili právě díky tomu, že jejich bezprostřední okolí intenzivně září především v rentgenovském oboru spektra.