Černé díry mají tři velikosti: malé, střední a velké. Malé černé díry mají hvězdnou hmotnost. Vznikají, když se velká hvězda na konci svého života zhroutí. Velké černé díry se skrývají v centrech galaxií a mají hmotnost milionů nebo miliard Slunce. Středně velké černé díry jsou mezi 100 až 100 000 hmotnostmi Slunce. Jsou známé jako Intermediate Mass Black Holes (IMBH) a je to druh, kterému rozumíme nejméně.
Jedním z největších problémů při studiu IMBH je to, že je obtížné je najít. Myslíme si, že vznikají, když se velké hvězdy nebo černé díry s hvězdnou hmotností spojují ve středech kulových hvězdokup, takže mají tendenci být zakryty v husté kupě jasných hvězd. Střední černé díry obvykle nejsou aktivní, takže je také nemůžeme identifikovat podle jejich výtrysků nebo intenzivních rentgenových paprsků. Ale měly by být docela běžné. Odhaduje se, že v blízkosti naší galaxie by mohlo být asi 45 000 středně hmotných černých děr.
M45 je kulová hvězdokupa, která by mohla obsahovat černou díru. Poděkování: ESA/Hubble & NASA
Nedávno tým použil novou techniku k nalezení jednoho z nich. Jejich metoda využívá záblesků gama záření a gravitační čočky. A záblesk gama (GRB) je jasný záblesk gama paprsků, ke kterému čas od času dochází. Pravděpodobně jsou způsobeny, když velká hvězda exploduje jako hypernova, nebo když se dvě velké hvězdy srazí a spojí. Obvykle se GRB objeví jako jeden záblesk trvající asi půl sekundy, ale někdy uvidíme dva záblesky, které jsou ve stejné obecné oblasti oblohy téměř ve stejnou dobu. Nyní to může být jen náhodná náhoda, ale je pravděpodobnější, že dva záblesky byly způsobeny stejným GRB, ale jeví se jako vícenásobné záblesky kvůli gravitační čočce.
Jak může gravitační čočka způsobit, že jeden záblesk se zobrazí jako více záblesků. Poděkování: NASA, ESA a D. Player (STScI)
Tým analyzoval vzor a spektrum dvojitého výbuchu, aby ukázal, že druhý byl ozvěnou prvního. To potvrdilo, že událost byla gravitačně zatížena hmotou mezi námi a GRB. Poté použili načasování dvou výbuchů k výpočtu, aby určili příčinu. Zjistili, že data byla v souladu s černou dírou střední hmotnosti o hmotnosti asi 55 000 hmotností Slunce.
Tuto metodu nelze použít k nalezení spousty středně hmotných černých děr, ale každá IMBH, kterou najdeme, nám poskytuje další zdroj informací. Středně hmotné černé díry v raném vesmíru mohly být zárodky supermasivních černých děr, které dnes vidíme v galaxiích. Čím více rozumíme prostředním dětem z rodiny černých děr, tím více víme, jak černé díry pomohly utvářet náš moderní vesmír.
Odkaz:Paynter, James, Rachel Webster a Eric Thrane. “ Důkaz pro středně hmotnou černou díru z gravitační čočky gama záblesku. 'Astronomie přírody(2021): 1-9.
