V roce 2020 oznámil tým vedený astronomy Evropské jižní observatoře (ESO) objev Zemi nejbližší černé díry, která se měla nacházet jen asi tisíc světelných let daleko v systému hvězdy HR 6819. Výsledky této studie však řada vědců zpochybnila, mezi nimi i mezinárodní tým z university KU Leuven v Belgii.

Původní autoři a jejich oponenti nakonec spojili své síly a ve společném článku dospěli k závěru, že v systému HR 6819 se žádná černá díra nenachází. Jedná se ale o dvojhvězdný systém s přenosem hmoty, který se nachází ve vzácné krátkodobé fázi vývoje..

Původní práce věnovaná systému HR 6819 vzbudila značnou pozornost vědců i novinářů. Thomas Rivinius, astronom pracující pro ESO v Chile a hlavní autor tohoto článku, nebyl nijak překvapen přijetím možného objevu černé díry v astronomické komunitě.

„Nejen že je to normální, ale dokonce by to tak mělo být. Výsledky by měly být důkladně přezkoumávány, a v případě závěrů, které se dostanou do palcových titulků, to platí obzvlášť.“.

Thomas Rivinius a jeho kolegové byli přesvědčení, že data, která k systému HR 6819 získali pomocí dalekohledu MPG/ESO, nejlépe odpovídají trojčlennému systému s černou dírou a dvěma hvězdami, přičemž jedné hvězdě trvá oběh kolem černé díry 40 dní a druhé mnohem déle.

Výzkum, který vedla Julia Bodensteiner (tehdy studující doktorandka na Universitě KU Leuven, Belgie), však představil odlišné vysvětlení pro stejná data: HR 6819 by mohl být pouze dvojhvězdný systém s periodou oběhu 40 dní.

Tento scénář však vyžaduje, aby jedna z hvězd v nedávné minulosti přišla o značnou část své hmoty ve prospěch svého souputníka.

„Dosáhli jsme informačního limitu dat, která jsme měli k dispozici, proto jsme museli zvolit novou pozorovací strategii, která by umožnila rozhodnout mezi těmito dvěma scénáři navrženými různými týmy,“ říká Abigail Frost, vědecká pracovnice KU Leuven, vedoucí autorka nové studie publikované v časopise Astronomy & Astrophysics.

Aby tuto záhadu vyřešili, rozhodli se členové týmů pracovat společně a získat nová, detailnější data k systému HR 6819 pomocí dalekohledu ESO/VLT a interferometru VLTI. „VLTI bylo jediné zařízení, které nám mohlo poskytnout měření, jaká jsme potřebovali k rozhodnutí mezi dvěma možnými variantami,“ říká Dietrich Baade spoluautor původní studie i nového článku.

Jelikož nedávalo smysl žádat o stejná pozorování dvakrát, spojily týmy své síly. Tato spolupráce vědcům umožnila optimalizovat zdroje a využít znalosti k odhalení skutečné povahy systému.

„Scénáře, které jsme testovali, byly zcela jasné, navzájem odlišné a snadno rozlišitelné pomocí těch správných přístrojů,“ říká Thomas Rivinius. „Shodli jsme se, že v systému jsou dva zdroje světla, otázka tedy zněla, zda obíhají blízko kolem sebe, jako v případě s přenosem hmoty, anebo jsou od sebe daleko, což by odpovídalo scénáři s černou dírou.“.

Aby mohli rozhodnout mezi navrženými variantami, použili astronomové k pozorování dva přístroje – GRAVITY pro interferometr VLTI a MUSE pro dalekohled VLT.

„Pozorování pomocí MUSE potvrdila, že se v systému nenachází jasný souputník s dlouhou periodou oběhu, zatímco vysoké rozlišení GRAVITY umožnilo rozlišit dvojici zdrojů ležících od sebe jen asi ve třetinové vzdálenosti, než dělí Slunce a Zemi,“ popisuje Abigail Frost.

„Tato data se ukázala být posledním dílkem skládanky a umožnila nám učinit závěr, že HR 6819 je skutečně pouze dvojhvězdný systém a že černou díru neobsahuje.“.

„Naše dosud nejlepší interpretace je, že jsme dvojhvězdný systém zachytili krátce poté, co jedna z hvězd nasála atmosféru svého souputníka. To je u těsných dvojhvězd poměrně běžný jev, který je někdy populárně označován jako ‚hvězdný vampyrismus,“ vysvětluje Julia Bodensteiner, nyní vědecká pracovnice ESO v Německu a spoluautorka nové práce.

„Zatímco hvězda – dárce – o část materiálu přišla, došlo u příjemce k urychlení rotace.“.

„Zaznamenat tuto postinterakční fázi je velmi obtížné, protože na hvězdné poměry trvá opravdu krátce,“ dodává Abigail Frost. „Proto jsou naše poznatky o systému HR 6819 tak vzrušující. Jedná se totiž o dokonalého kandidáta, na kterém lze studovat, jakým způsobem výměna hmoty ovlivňuje vývoj hmotných hvězd a přeneseně také vznik doprovodných jevů včetně gravitačních vln či explozí supernov.“.

Nově zformovaný společný tým KU Leuven-ESO nyní plánuje dlouhodobé pečlivé monitorování systému HR 6819 pomocí interferometru VLTI a přístroje GRAVITY. Vědci se chystají provést studii systému v čase, aby lépe pochopili jeho vývoj a zpřesnili jeho parametry.

Získané informace použijí k dalšímu prohloubení znalostí o dvojhvězdných systémech.

Pokud jde o pátrání po černých dírách, zůstávají členové týmu optimisty. „Černé díry hvězdných hmotností jsou díky svým vlastnostem jen obtížně zachytitelné, říká Thomas Rivinius. „Ale řádové odhady naznačují, že jen v naší Galaxii jich jsou desítky až stovky milionů,“ dodává Dietrich Baade. Je tedy jen otázkou času, než se astronomům podaří nějakou objevit.

Zdroj a foto: Evropská jižní observatoř