Krmení černých děr v jádrech galaxií

Velmi hmotné černé díry ve středech galaxií představují jednu ze záhad dnešní astronomie. Jak vznikají, jak rostou a jak jejich vývoj souvisí s vývojem galaxií samotných? To jsou otázky, na které se snažíme nalézt odpověď pomocí nových astronomických pozorování a numerických experimentů na superpočítačích.

Jaké jsou hmotnosti černých děr a galaxií? Především na základě pozorování vnitřních pohybů a míry rotace galaxií víme, že se hmotnosti galaxií pohybují od miliard po stovky miliard hmotností Slunce. Černé díry jsou méně hmotné: u malých černých děr, které jsou pozůstatky vývoje jednotlivých hvězd, odpovídají několika jednotkám až desítkám hmotnosti našeho Slunce. Tyto malé černé díry jsou roztroušeny v galaxiích a jejich prostorové rozložení patrně sleduje rozložení hvězd. Velmi hmotné černé díry ve středech galaxií jsou mnohem větší. Jejich hmotnosti se pohybují od několika milionů do několika miliard hmotností našeho Slunce. Ovšem i takto velké černé díry představují jen zlomek promile hmotnosti celé galaxie (naše Galaxie – Mléčná dráha, obr. 9). O hmotnostech centrálních černých děr usuzujeme především na základě množství energie vyzařované z jejich okolí. Přestože jsou tyto hmotnosti mnohem menší než hmotnosti celých galaxií, jsou navzájem korelovány: menší galaxie hostí ve svých středech menší černé díry, větší galaxie hostí větší černé díry. Zdá se, že hmotnost černé díry je úměrná hmotnosti hostící galaxie a že růst galaxií způsobují podobné procesy, jaké jsou příčinou růstu velmi hmotných černých děr v jejich středech.