Ako vyzerá „tep srdca“ čiernych dier? Astronómovia po 20 rokoch vysvetľujú kozmickú záhadu
Autori štúdie popisujú ako vznikajú prúdy hmoty, ktoré počas "kŕmenia" čiernej diery unikajú z jej pólov.
Čierne diery sú naozaj prazvláštne objekty. Z ich gravitačných pazúrov neunikne ani najrýchlejšia vec ktorú poznáme – svetlo. Ak plávajú vesmírom osamotené, sú pre nás prakticky neviditeľné, pretože nevydávajú žiadnu formu žiarenia. Ak sa však do ich blízkosti dostane hviezda, či iný objekt, ich „hostina“ rozžiari vesmír okolo.
Čo sa týka ich stravovania, čierne diery nie sú známe svojimi sofistikovanými spôsobmi. Materiál z hviezdy doslova vytrhnú a ten sa hromadí v akrečnom disku, obrovskom prstenci hmoty, ktorá postupne po špirále padá k svojej nevyhnutnej záhube. Popri tom ako čierna diera pohlcuje hmotu, plyn a prach v disku sa zahrieva na neuveriteľné teploty, vysvetľujú vedci z University of Southampton. Okolo čiernej diery vzniká obálka plazmy, ktorá sa označuje ako korona. Potom čierna diera časť materiálu jednoducho „vypľuje“ do vesmíru.
Hoci stále platí, že nič z čiernej diery neunikne, nie všetok materiál prekročí horizont udalostí, bod spoza ktorého niet návratu. Astronómovia už dlhú dobu vedeli, že časť materiálu sa presunie k pólom čiernej diery, kde ich vystrelí do vesmíru v silných prúdoch hmoty. V rámci štúdie publikovanej 7. marca 2022 sa vedci zamerali na jednu z čiernych dier v Mliečnej dráhe a po prvýkrát skúmali jej aktivitu počas pohlcovania materiálu okolo nej. V rámci práce sa im podarilo zachytiť „srdcový tep“ tohto záhadného objektu.
Autorom výskumu sa podarilo zistiť, že čierne diery si rady najskôr nahromadia materiál okolo seba, zahrejú ho a až potom časť z neho vystrelia v prúdoch.
„Znie to logicky, no posledných dvadsať rokov sme viedli o korone čiernej diery množstvo diskusií. Až nedávno sa nám podarilo zistiť, že ide o proces, ktorý prebieha postupne v jednom kroku za druhým. Dokázať sekvenčnú povahu tohto procesu sa ukázalo byť mimoriadne náročné,“ vysvetľuje vyšetrovateľ a jeden z autorov štúdie, Mariano Méndez.
Ako sa čierna diera správa?
Výskumníci museli nájsť spôsob ako porovnať dáta zachytávajúce rozmedzie rokov so sekundami a porovnať mimoriadne vysoké energie s tými nízkymi. Pracovali s datasetom, v ktorom sa nachádzali pozorovania niekoľkých teleskopov za posledných 15 rokov. Pozorovanou čiernou dierou bola GRS 1915+105, ktorá je súčasťou binárnej sústavy. Znamená to, že okolo nej krúži ešte jedna hviezda. Samotná čierna diera leží od zeme 36-tisíc svetelných rokov a má hmotnosť 12 našich Sĺnk. Patrí teda k najmasívnejším „stelárnym čiernym dieram“.
Neprehliadnite
Stelárne čierne diery vznikajú, keď mimoriadne masívne hviezdy prídu na koniec svojho životného cyklu a vyznačujú sa oveľa nižšou hmotnosťou ako ďalší známy typ čiernych dier, ktorým sú supermasívne čierne diery. Ich hmotnosť sa pohybuje v miliónoch alebo až miliardách hmotností Slnka.
Vedcom sa síce podarilo zachytiť „tep srdca“ čiernej diery, no záhada nie je ani zďaleka vyriešená. Signál im prezradil, že röntgenová radiácia má vyššiu energiu, než nasvedčuje korona čiernej diery. Autori štúdie predpokladajú, že za to môže magnetické pole akrečného disku, ktoré pridáva dodatočnú energiu. To zároveň môže vysvetliť, prečo vznikajú prúdy na póloch čiernej diery.
Ak je magnetické pole chaotické, korona čiernej diery sa zahrieva. Ak sa jeho línie usporiadajú, plazma môže prostredníctvom nich uniknúť a vytvoriť prúd materiálu. Autori štúdie vysvetľujú, že podobný proces môže fungovať aj pri supermasívnych čiernych dierach, ktoré sa nachádzajú v srdci väčšiny galaxií.
Komentáre