Vědci, kteří studují černé díry, si mohou být jisti, že rok co rok dojde k velkolepým objevům. Rok 2021 nebyl výjimkou s mnoha vzrušujícími novými výsledky týkajícími se těchto podivných gravitačních monster. Dnes budeme zvažovat to nejzajímavější objev černých děr letos a jak posouvají naše chápání vesmíru.
I ty nejstudovanější černé díry mohou překvapit. V únoru fyzici revidovali své odhady vlastností vesmírného monstra v srdci systému Cygnus X-1, který byl také náhodou první potvrzenou existencí černé díry. Bylo zjištěno, že černá díra Cygnus X-1, poprvé objevená téměř před 60 lety, je o 50 % hmotnější, než se dříve myslelo, 21krát větší než Slunce a obíhá velmi blízko rychlosti světla, což představuje nový rekord. pro černé díry.
Černá díra v Cygnus X-1 je asi 7200 XNUMX světelných let daleko a pomalu požírá svého modrého superobra, doprovodnou hvězdu, což výzkumníkům poskytuje nový pohled na takové procesy.
Přečtěte si také: Kolik černých děr ve vesmíru?
Když se hvězda dostane příliš blízko k okraji černé díry, gravitační síly ji roztrhají na dlouhá vlákna, která jsou vtažena do úst černé díry. Tento proces, známý jako "špagetifikace", produkuje světlo, když se hvězdný materiál zahřívá třením, což astronomům umožňuje zachytit tento děsivý čin v celé jeho kráse. V květnu si vědci poprvé všimli hvězdy, která byla tímto způsobem rozdrcena a pohlcena černou dírou o hmotnosti 30 milionů hmotností Slunce a umístěnou ve středu galaxie 750 milionů světelných let od Země.
Kromě shromažďování důležitých dat o výrobě špaget pomohla tato pozorování vědcům vytvořit neuvěřitelnou vizualizaci absorpce hvězdy.
Přečtěte si více: Astronomové poprvé objevili důsledky „špagetifikace“ hvězdy černou dírou
V červnu výzkumníci z Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) sledovali sloučení dvou supermasivních černých děr do jedné a analyzovali vlnění v látce časoprostoru, nazývané gravitační vlny, způsobené černými dírami pohybujícími se vysokou rychlostí.
Zjistili, že povrchová plocha výsledné černé díry je větší než plocha prvních dvou dohromady. Kromě získání překvapivých dat pomáhají výsledky studie prokázat domněnku britského astrofyzika Stephena Hawkinga z roku 1971, známou jako teorém oblasti černé díry. Věta říká, že povrchová plocha černé díry se nemůže s časem zmenšovat, což je zákon odvozený Hawkingem pomocí Einsteinovy obecné teorie relativity. A také jeho chápání entropie. Zatímco výsledky výzkumu byly pro Hawkinga vítězstvím, fyziky nechaly zmatené. Podle kvantové mechaniky by se černé díry měly smršťovat a vypařovat, takže není jasné, jak to sladit s Hawkingovým zákonem, že jejich povrch by se měl vždy zvětšovat.
Zajímavé také: Vědci přišli na to, jak naslouchat gravitačním vlnám velkého třesku
V červnu výzkumníci pracující s LIGO oznámili, že si byli poprvé jisti, že viděli černé díry splývající do kompaktních těles nazývaných neutronové hvězdy. Spolu s černými dírami jsou neutronové hvězdy jedním z možných konečných důsledků smrti masivní hvězdy, kdy hvězda exploduje jako supernova a zanechává za sebou zbytky. Přestože LIGO již dříve zaznamenalo náznaky potenciálních spojení mezi černými dírami a neutronovými hvězdami, právě letos dva signály přesvědčivě prokázaly, že k takovému spojení dochází.
Oba signály byly detekovány v lednu 2020, asi 10 dní od sebe. V prvním případě černá díra o hmotnosti šestkrát větší než Slunce pohltila neutronovou hvězdu s hmotností jedenapůlkrát větší než je hmotnost Slunce a ve druhém případě černá díra s hmotností devětkrát větší než hmotnost Slunce. Slunce a neutronová hvězda s dvojnásobnou hmotností než Slunce.
Doporučení redakce: Astrofyzici poprvé vystopovali sloučení neutronových hvězd a černých děr
Téměř každá známá galaxie má ve svém středu supermasivní černou díru, což naznačuje úzký vztah mezi dvěma kosmickými objekty. Vědci ale stále nechápou, jak černá díra ovlivňuje svého galaktického hostitele. Studie zveřejněná v červnu zjistila, že vysokorychlostní vítr vane z galaxie staré 13 miliard let, téměř stejně staré jako vesmír samotný. Toto je nejstarší objevený příklad galaktického větru, který vybuchuje ze supermasivních černých děr, když absorbují okolní plyn a prach.
Také silné větry, pohybující se rychlostí asi 1,8 milionu km/h, se pohybují dostatečně rychle, aby rozfoukaly materiál napříč galaxií a pravděpodobně bránily vzniku hvězd. To naznačuje, že galaxie a jejich černé díry mají prastaré a velmi úzké spojení.
Přečtěte si také: Vědci detekovali rentgenové záření za horizontem událostí černé díry
Stephen Hawking nebyl jediný, kdo letos pokořil černé díry. V červenci astronomové natočili rentgenové záření vycházející ze supermasivní černé díry v centru spirální galaxie Zwicky, která je vzdálená 1,8 miliardy světelných let. Vědci nejenže detekovali světlo přicházející z přední části černé díry, ale byli také schopni najít podivné ozvěny světla, které zprvu nedokázali detekovat.
Zdálo se, že pocházejí ze zadní části černé díry, což znamená, že obří entita deformovala látku časoprostoru natolik, že světlo bylo přitahováno z jedné strany černé díry na druhou. Tento proces přesně odpovídá tomu, co by se dalo očekávat od Einsteinovy obecné teorie relativity, ale dosud nebyl přesvědčivě objeven.
Vědci se nebojí dělat domněnky, pokud jsou založeny na relevantních datech. V srpnu skupina astronomů z Tchaj-wanu navrhla, že by technologickí mimozemšťané mohli získávat energii z černých děr pomocí hypotetických megastruktur známých jako Dysonovy koule, které hvězdu obklopují. Přestože jsou černé díry považovány za tmavé, vyzařují velké množství energie, protože se živí okolním materiálem, který se zahřívá a vyzařuje jako světlo.
Astronomy zajímalo, zda by mimozemský druh mohl umístit orbitální platformy pokryté něčím jako solární panely kolem černé díry, aby absorbovaly její energetické výbuchy. Protože černé díry jsou menší než hvězdy, umožnilo by to mimozemšťanům ušetřit na stavebních materiálech a potenciálně by jim to umožnilo ukládat neuvěřitelné množství energie.
Více informací: Co je to Dysonova koule a proč jsme ji nepostavili?
Na okraji Mléčné dráhy se může skrývat asi 12 supermasivních neviditelných černých děr. K tomuto závěru dospěli v srpnu, kdy vědci zveřejnili výsledky nové simulace kolizí galaxií. Během takovýchto masivních událostí mohou gravitační síly způsobit, že supermasivní černé díry, vážící miliony nebo miliardykrát více než Slunce, létají a putují inkoustovými hlubinami vesmíru.
Některé z nich se mohou nakonec usadit v halose galaxií, jako je ta naše, a galaxie o velikosti Mléčné dráhy má v průměru asi 12 galaxií. Astronomové doufají, že přijdou na to, jak tyto ztracené obry hledat, aby ověřili přesnost jejich simulací.
Přečtěte si také: V hvězdokupě mimo naši galaxii byla objevena černá díra
V prosinci zaznamenaly teleskopy důkazy o existenci nejbližší dvojice černých děr k naší planetě, které se navzájem obíhají ve vzdálenosti asi 89 milionů světelných let od Země v souhvězdí Vodnáře. Předchozí rekordní dvojice černých děr je pětkrát dále než tato, což znamená, že vědci mají možnost studovat takové systémy podrobněji než dříve. Oba členové dua jsou vzpěrači – větší má hmotnost téměř 154 milionů Sluncí a menší je 6,3 milionkrát hmotnější než naše hvězda.
Vzájemně obíhají ve vzdálenosti pouhých 1600 světelných let – podle kosmických měřítek je to almužna a další rekord naznačuje, že za 250 milionů let splynou v jednu obří černou díru.
Přečtěte si více: Velmi velký dalekohled objevil nejbližší pár supermasivních černých děr
Zdá se, že malá galaxie obíhající kolem naší vlastní asi 820 50 světelných let daleko obsahuje něco zvláštního. Trpasličí galaxie Leo I, která je XNUMXkrát menší než Mléčná dráha, hostí supermasivní černou díru, která má téměř stejnou hmotnost jako černá díra ve středu Mléčné dráhy. Astronomové se diví, jak tak velká černá díra skončila v tak malé galaxii.
"Neexistuje žádné vysvětlení pro existenci tohoto typu černé díry v trpasličích sféroidních galaxiích," uvedla v prohlášení Maria Jose Bustamante, postgraduální studentka astronomie na Texaské univerzitě v Austinu. Na pochopení toho, co to přesně znamená pro vývoj černých děr a galaxií, si budeme muset počkat na několik dalších let.
Přečtěte si také:
Zobrazit komentáře
Díky za zajímavý článek! Když ještě nahradíš "vzhled" za "pohled", bude to super :)
Ano, děkuji :)
Hlavním objevem je, že černé díry neexistují. V centrech galaxií jsou kvarky syntetizované z řetězců ve středu vesmíru.
https://www.youtube.com/watch?v=tFUM3vAlaGc
pokuta:)
Brzy se uvidíme, Julie, šťastný nový rok. Doufám, že v Novém roce díky neslýchanému rozvinutému logickému myšlení obrátíme světovou vědu správným směrem. ))