Japonští vědci objevili neobvyklé pohyby plynových mraků ve střední části naší galaxie, což může znamenat přítomnost neznámé černé díry střední třídy - jednoho z těch tajemných objektů, o jejichž existenci neustále diskutují astronomové. Výsledky studie byly předány k uveřejnění časopisu The Astrophysical Journal, preprint článku byl zveřejněn na portálu arXiv.

Japonští astrofyzici, kteří sledovali pohyb plynu ve střední části Mléčné dráhy, zjistili, že se mraky plynu točí kolem objektu, jehož hmotnost je 10tisíckrát větší než hmotnost Slunce, ale samotný objekt neviděli. Vědci předpokládají, že uprostřed pohybujících se mraků se nachází neobvyklá černá díra patřící do tzv. mezitřídy.

Je známo mnoho malých černých děr s hmotností menší než 100 hmotností Slunce. Největší z nich - 62 solárních hmot - vznikla spojením dvou černých děr v gravitační vlnové události GW150914, při jejíž registraci 14. září 2015 byly poprvé experimentální cestou objeveny gravitační vlny. Za tento objev byla v roce 2017 udělena Nobelova cena za fyziku.
Jsou také dobře známé supermasivní černé díry, které živí galaxie a jsou zpravidla umístěny v jejich středu. Jejich velikost začíná přibližně od 100 tisíc solárních hmot, ale může být výrazně větší - natolik, že není možné odhadnout jejich hmotnost pomocí současných metod.

Pokud jde o mezitřídu černých děr průměrné hmotnosti - od 1 000 do 100 000 solárních hmot - jejich existenci zpochybňuje mnoho vědců, protože dosud nebyl získán žádný spolehlivý důkaz. 

Protože černé díry nevyzařují žádné detekovatelné záření, musí být vědci při hledání kreativní. Místo toho, aby hledali černé díry, hledají účinky, které by černé díry mohly mít na jiné objekty v blízkém prostoru.

Objekt objevený japonskými vědci je již pátým kandidátem na středně velké černé díry umístěné v galaktickém centru. Pro vysvětlení dynamiky oblaků plynu obklopujících záhadný objekt je nejvhodnější model klidné středně velké černé díry, která se aktivně neživí, a proto nevydává žádné záření.
Ke zkoumání takových objektů vědci dříve používali metodu sledování plynu s cílem určení horizontu událostí - sférické oblasti prostoru kolem černé díry, za niž nemůže světlo projít. Nyní použili tuto metodu na vysokorychlostní oblak plynu, který je předmětem tohoto zkoumání.

Oblak HCN-0,085-0,094 se skládá ze tří malých shluků, z nichž jeden se otáčí kolem středu, ale nezvětšuje se jeho velikost.
„Jeden ze tří shluků má prstencovou strukturu s velmi strmým gradientem rychlosti,“ uvádí tisková zpráva slova vedoucího výzkumu, astrofyzika Shunya Takekawa z Národní astronomické observatoře Japonska. Tato kinematická struktura předpokládá pohyb po oběžné dráze kolem bodového objektu o hmotnosti asi 100 tisíc solárních hmot. Absence hvězdných analogů svědčí o tom, že bodový objekt může být stacionární černá díra.

Výsledky výzkumu ukazují, že proudy vířivých plynů ve střední části Mléčné dráhy lze použít k hledání kandidátů na středně velké černé díry, ačkoliv žádný z těchto objektů nebyl dosud potvrzen. Další metodou je sledování trajektorií hvězd vypouštěných ze středu galaxie do mezigalaktického prostoru a pohybujících se obrovskou rychlostí. S největší pravděpodobností podnět k takovému pohybu dává hvězdě nějaká černá díra.

Autoři se domnívají, že pokud budou vyvinuty metody spolehlivé detekce černých děr střední hmoty, nebude jich v srdci naší galaxie tak málo.