Byla objevena první známá supermasivní černá díra zodpovědná za krmení koperníkovské hvězdy ze široké dvojhvězdy, systému, kde se toto vše děje a třetí hvězda přilnavě obíhá kolem energetického prostředí. Takový objev otevírá nové možnosti uvažování o vývoji černých děr a jejich okolí a zaměřuje se na možná nejzajímavější hádanku moderní kosmologie.
V404 Cygni je rentgenová dvojhvězda, která se nachází v Mléčné dráze ve vzdálenosti 8000 světelných let a jejíž součástí je černá díra trhající na kusy doprovodnou hvězdu. Astrální dvojhvězdný systém byl znám již dříve, ale nedávné studie Kevina Burdge, astronoma z MIT, prokázaly přítomnost další, vzdálenější hvězdy, která sídlí na oběžné dráze kolem dvojice.
Tato hvězda je obzvláště zajímavá, protože na jeden oběh kolem dvojice potřebuje 70 000 let. Toto uspořádání také poskytuje vodítka týkající se klidnějších procesů vzniku černých děr, jako je například přímý kolaps masivní hvězdy. V takovém případě by vnější hvězda zůstala naživu, místo aby byla vyvržena kalamitní událostí supernovy. Typ struktury V404 Cygni poskytuje jiný pohled na vznik černých děr, který je relativně nenásilný.
Černá díra mohla vzniknout i bez pomoci exploze supernovy
Zánik obří hvězdy obvykle vede ke vzniku černé díry po prudkém výbuchu zvaném supernova, který často vyžene okolní hvězdy. Stabilní konfigurace trojhvězdy V404 Cygni však ukazuje na vznik její černé díry bez takového výbuchu. Tým vedený Burdgem však dospěl k závěru, že tato černá díra pravděpodobně vznikla díky nedestruktivnímu mechanismu zvanému přímý kolaps, který umožnil, aby druhá hvězda zůstala gravitačně vázána.
https://twitter.com/emulenews/status/1904784388308475974
O tomto vývoji binárního systému mají k dispozici desetileté údaje z teleskopu Gaia, v nichž ověřili oběžný pohyb třetí hvězdy po oběžné dráze s pravděpodobností 1 ku 10 milionům, že jde o čistou náhodu. Burdge přirovnává toto chabé omezení k drakovi a uvádí: „Existuje provázek, který spojuje draka a osobu, která ho drží. Pokud člověk zatáhne příliš silně, drak se utrhne“.
V404 Cygni pod lupou
Kromě odhalení existence třetí hvězdy přinesl výzkum také informace o stáří systému, což je další neobvyklý aspekt týkající se černých děr. Ten poskytuje důkaz, že třetí hvězda systému je ve fázi přeměny na červeného obra, což znamená, že začala opouštět hoření vodíku ve svém jádře a zvětšuje se.
To také vedlo autory této studie k odhadu stáří trojhvězdného systému na přibližně čtyřicet let před 4 miliardami let, což znamená, že takováto úprava stáří byla vůbec poprvé možná i u systému spojeného s černou dírou.
Burdgeův tým provedl desítky tisíc simulací dynamiky systému. Pozorovali, že pouze ty případy, které předpokládaly, že nedojde k vykopnutí supernovy, souhlasily se současným stavem V404 Cygni, čímž potvrdily hypotézu přímého kolapsu.
Toto zjištění může podpořit výzkum týkající se četnosti vzniku takových nízkoenergetických černých děr. Podle Burdgeho slov „některé černé díry nevznikají prostřednictvím supernovy“, což naznačuje, že mohou existovat i jiné vývojové procesy černých děr, o kterých nevíme.
Tento převratný objev takzvaného trojitého systému černých děr otevřel zcela novou kapitolu ve výzkumu černých děr. Zvláštní konfigurace V404 Cygni nabízí zásadní vodítka týkající se vzniku a stability černých děr, což naznačuje, že by mohlo existovat více trojných systémů, které čekají na objevení. Burdgeova skupina nyní zkoumá dráhu vnějšího průvodce hvězdy a pátrá po dalších takových systémech.