Záhadné okolnosti vzniku velmi mladé hvězdy poblíž masivní černé díry v centru naší Mléčné dráhy objasnil mezinárodní tým pod vedením Floriana Peißkera z Univerzity v Kolíně nad Rýnem. Členem týmu byl i Michal Zajaček z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně..

Spektrální charakteristiky naznačují, že X3a je nejmladší a zároveň nejtěžší hvězdou, kterou se dosud podařilo objevit přímo v srdcinaší galaxie. Z astrofyzikálního hlediska existuje pouhý okamžik, je mladší než lidstvo, a působivé jsou i její rozměry – je asi desetkrát větší a patnáctkrát těžší než Slunce.

Podle dosud známých teorií o vzniku hvězd by se tak blízko černé díry (známé též jako Sgr A*) neměla vůbec vyskytovat: „Obecně je okolí černé díry považováno za velmi nehostinnou oblast, která se vyznačuje vysoce dynamickými procesy a intenzivním rentgenovým a ultrafialovým zářením,“ uvádí Michal Zajaček.

Okolnosti zrodu

Vědci však prokázali, že ve vzdálenosti pouhých několika světelných let od černé díry se nachází oblast, která podmínky pro vznik hvězd splňuje. Tato oblast má tvar prstence z plynů a prachu, je dostatečně chladná a chráněna před ničivým zářením.

Nízké teploty a vysoké hustoty vytvářejí prostředí, kde mohou vznikat mračna o hmotnosti stovek Sluncí. Díky vzájemným kolizím se mračna velmi rychle pohybují směrem k černé díře a časové rozmezí, v němž pod vlivem gravitace dojde k jejich kolapsu a zrodu hvězdy, velmi dobře odpovídá stáří X3a.

Pozorování ukazují, že podobných oblaků je v oblasti mnoho, mohou navzájem interagovat a čas od času pravděpodobně některý „spadne“ směrem k černé díře. Hvězda X3a se zformovala a vyvinula do téměř dospělé hvězdy právě během takového pádu mraku.

„X3a je obrem mezi hvězdami a tito obři se velmi rychle vyvíjejí a dospívají. Měli jsme štěstí, že jsme tuto masivní hvězdu spatřili uprostřed cirkumstelární mlhoviny ve tvaru komety právě v tomto zárodečném stadiu.

Následně jsme identifikovali klíčové znaky spojené s jejím mladým věkem,“ upřesnil Zajaček.

Paradox mládí

Vzhledem k tomu, že podobné prachové a plynné prstence lze nalézt i v jádrech jiných galaxií, může popsaný mechanismus fungovat poměrně obecně napříč vesmírem. „Tento model vzniku hvězd nejen v naší galaxii, ale i v jiných hvězdných soustavách prověří plánovaná pozorování pomocí vesmírného infračerveného dalekohledu Jamese Webba a Extrémně velkého dalekohledu, který je v Chile,“ dodává Vladimír Karas z Astronomického ústavu AV ČR v Praze.

Výskyt velmi mladých hvězd v těsné blízkosti supermasivní černé díry je znám jako „paradox mládí“, a ať už byl proces jejich vzniku jakýkoliv, detekce jejich rychlého pohybu umožnila určit přesnou hmotnost Sgr A* a vedla k důkazu, že v samotném středu Mléčné dráhy se skrývá temný, kompaktní objekt o hmotnosti čtyř milionů Sluncí. Tento úspěch byl v roce 2020 oceněn Nobelovou cenou za fyziku.