Supermasivní černé díry a vznik galaxií

Supermasivní černé díry patří k nejdůležitějším objektům ve vesmíru. Najdeme je v jádrech většiny velkých galaxií
a jejich gravitace i energie zásadně ovlivňují vývoj okolního prostředí.

Proč jsou supermasivní černé díry téměř v každé galaxii?

Pozorování ukazují, že většina velkých galaxií má ve svém středu supermasivní černou díru
s hmotností milionů až miliard Sluncí. Hmotnost této černé díry přitom souvisí
s vlastnostmi samotné galaxie – například s rychlostmi, jakými se hvězdy pohybují v jejím jádru.

To naznačuje, že černá díra a galaxie rostou společně a navzájem se ovlivňují.
Černá díra není jen pasivní „díra“ uprostřed, ale aktivní součást galaktického systému.

Která vznikla první – galaxie nebo černá díra?

Na tuto otázku zatím neexistuje jednoznačná odpověď, ale existují dva hlavní scénáře.

Scénář 1: nejdříve černá díra.
V raném vesmíru mohla kolabovat obří oblaka plynu přímo do supermasivních černých děr.
Ty pak svou gravitací přitahovaly další hmotu a kolem nich se postupně vytvořila galaxie.

Scénář 2: nejdříve galaxie.
První generace hvězd zanechala po svém zániku černé díry, které se postupně slučovaly
a rostly, až dosáhly supermasivních hmotností v centrech již existujících galaxií.

Pozorování velmi vzdálených kvasarů – galaxií s aktivními jádry v mladém vesmíru –
ale ukazují, že supermasivní černé díry existovaly už velmi brzy.
Je tedy možné, že se „zárodky“ černých děr objevily současně s prvními galaxiemi
nebo dokonce o něco dříve.

Jak jejich aktivita formuje strukturu vesmíru?

Když supermasivní černá díra aktivně pohlcuje hmotu, vzniká akreční disk a často i výtrysky
částic – tzv. jety. Ty mohou nést energii na vzdálenosti desítek nebo stovek tisíc světelných let.

Tím dokážou:

• ohřívat a odfukovat plyn z galaktického jádra, a tím zpomalit tvorbu nových hvězd,
• nebo naopak plyn stlačovat a tvorbu hvězd v některých oblastech naopak podpořit,
• ovlivňovat i okolní mezigalaktické prostředí.

Supermasivní černé díry tak fungují jako motory galaktického vývoje.
Nejenže sedí v centru galaxií, ale svým chováním rozhodují o tom, jak budou jejich hostitelské
galaxie růst, stárnout a jak bude vypadat struktura vesmíru ve velkém měřítku.