Vědci pátrají po temné hmotě pomocí gama záření, odpověď na záhadu stále chybí
07. 10. 2026
Tým astronomů objevil dosud nepopsaný typ rádiové galaxie, jejíž centrální černá díra vyprodukovala celkem čtyři silné výtrysky hmoty. Podle vědců jde o unikátní nález, který rozšiřuje dosavadní představy o tom, jak se aktivní galaktická jádra chovají v průběhu svého vývoje.
Rádiové galaxie patří mezi objekty, u nichž supermasivní černá díra v jejich středu vytváří výtrysky nabitých částic pohybujících se rychlostí blízkou rychlosti světla. Tyto výtrysky se šíří do okolního prostoru a vytvářejí rozsáhlé struktury pozorovatelné v rádiovém spektru, které mohou zasahovat do vzdáleností mnohonásobně přesahujících velikost samotné galaxie. Dosud byly u většiny podobných objektů zaznamenávány maximálně dva páry výtrysků, které svědčí o opakované aktivitě černé díry po delší přestávce.
Nově objevená galaxie se od těchto případů výrazně liší. Astronomové u ní identifikovali čtyři páry rádiových struktur, uspořádaných symetricky kolem centrální galaxie, což naznačuje, že černá díra v jejím jádru prošla během své historie opakovaně několika epizodami intenzivní aktivity, mezi nimiž docházelo k jejímu dočasnému utlumení.
Klíčovou roli při objevu sehrála vysokorozlišovací pozorování z vylepšeného indického rádioteleskopu Giant Metrewave Radio Telescope, známého pod zkratkou GMRT. Tento přístroj, který prošel v uplynulých letech modernizací zvyšující jeho citlivost a rozlišovací schopnost, umožnil zachytit i slabší a starší struktury výtrysků, které by jinak zůstaly skryty. Díky tomu se podařilo rozlišit jednotlivé páry rádiových laloků a rekonstruovat historii aktivity centrální černé díry.
Vedle dat z GMRT výzkumníci využili také pozorování z jihoafrického radioteleskopu MeerKAT a z amerického Very Large Array. Kombinace údajů z těchto tří přístrojů, které pracují na různých frekvencích a s odlišnou citlivostí, umožnila získat komplexnější obraz o struktuře a stáří jednotlivých výtrysků. Zatímco novější páry výtrysků jsou blíže centrální galaxii a mají jasnější rádiový signál, starší páry se nacházejí dál a jejich záření je slabší, což odpovídá postupnému chladnutí a rozptylu částic v čase.
Podle astronomů může být tento typ galaxie důležitým zdrojem informací o dlouhodobém vývoji aktivních galaktických jader. Opakované epizody aktivity černé díry naznačují, že proces napájení výtrysků hmotou není kontinuální, ale probíhá v cyklech, mezi nimiž může docházet k přerušení přísunu materiálu do bezprostředního okolí černé díry. Přesné mechanismy, které takové přerušení a následné obnovení aktivity způsobují, zatím nejsou zcela objasněny, mohou však souviset s gravitačními interakcemi s jinými galaxiemi, přílivem nové hmoty do centrální oblasti nebo vnitřními nestabilitami v akrečním disku obklopujícím černou díru.
Objev tak přináší nový pohled na životní cyklus rádiových galaxií a otevírá otázku, zda podobné čtyřnásobné struktury nejsou ve vesmíru běžnější, než se dosud předpokládalo, jen se dosud nepodařilo je detekovat kvůli nedostatečné citlivosti starších přístrojů. S nástupem modernizovaných radioteleskopů, jako je vylepšený GMRT, a s rozšiřujícím se využitím sítí typu MeerKAT očekávají vědci, že podobné objekty budou v následujících letech objevovány častěji.
Studium takto komplexních rádiových galaxií má význam i pro pochopení širších kosmologických procesů, protože výtrysky z aktivních galaktických jader ovlivňují prostředí, v němž se nacházejí – zahřívají okolní plyn a mohou tak zpomalovat nebo zastavovat tvorbu nových hvězd v hostitelské galaxii i jejím okolí. Zkoumání historie opakované aktivity černých děr tedy poskytuje cenná data nejen o samotných černých dírách, ale i o tom, jak se galaxie v průběhu miliard let vyvíjejí a jak jejich centrální objekty formují své okolí.
Vědci nyní plánují další pozorování podobných objektů, aby zjistili, zda existuje souvislost mezi hmotností centrální černé díry, frekvencí epizod aktivity a celkovou strukturou výsledných rádiových výtrysků. Výsledky dosavadního výzkumu byly prezentovány odborné komunitě a očekává se jejich další rozpracování v navazujících studiích.