Výskumníci z University of Zurich odhalili vo svojej novej práci spôsob, akým by sme mohli odhaliť páry najväčších čiernych dier vo vesmíre. Tie ležia v jadrách galaxií. Ide o supermasívne čierne diery. Ako tvrdia autori novej štúdie, tie by sme mohli odhaliť pomocou páru menších čiernych dier, ktoré sa nachádzajú v blízkosti.
Astronómovia poznajú momentálne dva typy čiernych dier. Prvým sú takzvané hviezdne čierne diery. Ide o objekty, ktoré vznikli kolapsom masívnych hviezd a ich hmotnosť sa pohybuje od 3-násobku do približne 100-násobku hmotnosti Slnka. Supermasívne čierne diery sú zas gigantické kozmické monštrá, ktoré majú hmotnosť v miliónoch až miliardách hmotností nášho Slnka.
Pre astronómov je vznik supermasívnych čiernych dier stále jednou z najväčších záhad vesmíru. Niektoré teórie naznačujú, že tieto čierne diery boli vždy masívne a vznikli, keď bol vesmír len v plienkach. Iné hypotézy zas naznačujú, že supermasívne čierne diery rástli tým, že postupom času pohlcovali naozaj obrovské množstvo hmoty a iné čierne diery.
V novej štúdii vedci vysvetľujú, že keď sa supermasívna čierna diera práve pokúša pohltiť inú masívnu čiernu dieru, vznikajú gravitačné vlny, ktoré sa šíria naprieč vesmírom. Gravitačné vlny sme po prvýkrát zaznamenali relatívne nedávno, v roku 2015. Ani dnes však nedokážeme zachytiť signál individuálnych párov supermasívnych čiernych dier. Naše detektory nie sú dostatočne citlivé na to, aby sme niečo také dokázali.
Plánované detektory gravitačných vĺn novej generácie majú potenciál tento problém čiastočne vyriešiť, no stále nám nepomôžu odhaliť najmasívnejšie páry čiernych dier.
Astronómovia našli spôsob
Výskumníci z University of Zurich v novej štúdii našli spôsob, ako by sme mohli odhaliť páry tých najmasívnejších čiernych dier vo vesmíre. Tvrdia, že by sme to mohli dokázať tak, že analyzujeme gravitačné vlny menších párov čiernych dier, ktoré sa nachádzajú v blízkosti.
“Naša myšlienka je ako počúvanie rádiového kanálu. Navrhujeme použiť menšie páry čiernych dier na odhalenie tých väčších. Signál z menších čiernych dier bude fungovať podobne, ako rádiové vlny nesú signál vysielania. Supermasívne čierne diery sú v tomto prípade ako hudba, ktorá je zakódovaná v FM signáli rádia,” vysvetľuje Jakob Stegmann, vedúci novej štúdie.
Inými slovami povedané, astronómovia chcú využiť vyššie frekvencie, ktoré vieme zachytiť jednoduchšie, na odhalenie nižších frekvencií, ktoré samé o sebe nedokážu naše prístroje zaznamenať.
Výskum pulzarov (typ neutrónovej hviezdy) už naznačuje existenciu zlučujúcich sa supermasívnych čiernych dier. Autori štúdie ale vysvetľujú, že ide o nepriamy dôkaz, ktorý pochádza zo spoločného signálu obrovského množstva binárnych sústav, ktoré vytvoria takzvaný “šum v pozadí”.
Nová štúdia chce odhaliť individuálne páry supermasívnych čiernych dier na základe toho, ako ich gravitačné vlny upravia signál gravitačných vĺn blízkeho menšieho páru čiernych dier. Znamená to, že menšie čierne diery slúžia ako “maják”, ktorý astronómom prezradí, že sa v blízkosti nachádzajú zlučujúce sa čierne diery.
S pomocou tejto metódy môžu astronómovia odhaliť zlučujúce sa supermasívne čierne diery v hmotnostnom rozsahu od 10 do 100-miliónov násobku hmotnosti Slnka. Tieto čierne diery vedia odhaliť aj na obrovské vzdialenosti.
Vývoj laserového interferometra LISA už je daný. Vedecká komunita momentálne potrebuje vyhodnotiť najlepšiu stratégiu pre detektory gravitačných vĺn novej generácie. Dôležité je určiť frekvenčný rozsah, v ktorom budú tieto detektory operovať.
Nový typ čiernych dier
Výskumníci rozmýšľajú, ako odhaliť zlučujúce sa páry supermasívnych čiernych dier. Iná časť vedeckej komunity ale pátra po novom type čiernej diery. Možno si si počas čítania všimol, že vedci hovoria o dvoch typoch čiernych dier. Prvým sú relatívne “malé” čierne diery, druhým zas tie gigantické. Výskumníci z NASA ale pátrajú aj po takzvaných stredných čiernych dierach, ktoré sú chýbajúcim vodítkom v evolúcii čiernych dier. Ako pátranie po stredných čiernych dierach prebieha sa dozvieš v tomto článku.
