Černé díry jsou masivní kosmické jevy tak velké, že je nemůže opustit ani světlo. Většina lidí si myslí, že černé díry jen sedí a pojídají bludné kousky plynu nebo prachu.
Ale mohly by mít černé díry skutečně zajímavější vnitřní životy? Mohou například vybuchnout? Pokud výbuch znamená „náhlé, krátkodobé uvolnění obrovského množství energie“, pak je odpověď jednoznačné ano. A nejzajímavější je, že mohou dokonce explodovat několika zajímavými způsoby.
Existuje jeden způsob, jak mohou černé díry explodovat. Tento proces se vysvětluje tím, že černé díry nejsou úplně černé, což v roce 1976 objevil slavný astrofyzik Stephen Hawking.
"V klasické fyzice nemůže nic vylézt z díry," řekl Sameer Mathur, fyzik z Ohio State University v e-mailu Live Science. "Hawking ale zjistil, že pomocí kvantové mechaniky díra pomalu odebírá svou energii v nekonečnu tím, že emituje nízkoenergetické záření, nazývané Hawkingovo záření."
Dokud černá díra neabsorbuje nový materiál, bude pomalu ztrácet hmotu, protože vydává Hawkingovo záření, ale je to pomalé. Typická černá díra o hmotnosti několikanásobku hmotnosti Slunce vyzáří každý rok asi jeden foton neboli balíček světla. Při tomto tempu trvá typické černé díře 10^100 let, než se úplně vypaří.
Hawking si ale uvědomil, že menší černé díry se vypařují mnohem rychleji. Jak se černá díra zmenšuje a zmenšuje, vyzařuje stále více záření. Černá díra v posledních okamžicích svého života vyzařuje tolik záření a tak rychle, že se chová jako bomba a uvolňuje proud vysokoenergetického záření a částic.
Pokud by se malé černé díry (velikosti Země) vytvořily v extrémně raném vesmíru, trvalo by několik miliard let, než by se vypařily, což znamená, že tyto "prapůvodní" černé díry, pokud existují, explodují v celém vesmíru právě teď. K dnešnímu dni astronomové nenašli žádný důkaz prvotních explodujících černých děr, ale mohou být poblíž.
Černé díry explodují v jiném druhu exploze, která se nenachází nikde jinde ve vesmíru kvůli jejich rotaci. Rotující černé díry – nazývané také Kerrovy černé díry po novozélandském matematikovi Royi Kerrovi, který jako první pochopil, jak fungují – vytvářejí kolem jejich horizontů událostí ergosféru. Ergosféra je protáhlá oblast vesmíru, kde nic nemůže zůstat nehybné. Cokoli spadne na rotující černou díru, začne rotovat kolem ní, jakmile částice vstoupí do ergosféry.
Časoprostor kolem rotující černé díry může také přitahovat fotony. Pokud je fotonů dostatek, mohou se odrazit jeden od druhého nebo od jakýchkoli zbloudilých částic. Někdy odraz způsobí, že fotony opustí ergosféru. Ale v jiných případech odraz způsobí, že fotony spadnou hlouběji do černé díry, kde získají energii. Poté se mohou znovu rozptýlit na vyšší oběžnou dráhu a poté znovu spadnout.
S každým opakováním tohoto procesu a s každou cestou kolem černé díry získává foton energii. Tento proces se nazývá „přezáření“. Pokud se foton konečně uvolní, bude mít obrovské množství energie ve srovnání s tím, kdy poprvé začal svou cestu.
Pokud se do tohoto procesu zapojí dostatek fotonů, mohou vybuchnout najednou s neuvěřitelnou energií a proměnit se v takzvanou „bombu do černé díry“. I když samotná černá díra nevybuchne, tento superradiační efekt znovu ukazuje, jak mocně mohou černé díry ovlivnit životní prostředí.
Nejběžnějším způsobem, jakým černé díry způsobují výbuchy, není jejich sebezničení, ale síla jejich neodolatelné gravitační síly. Supermasivní černé díry se nacházejí v centrech galaxií a někdy velké shluky hmoty, jako jsou hvězdy, procházejí příliš blízko. Když k tomu dojde, hvězda je roztrhána slapovými efekty a toto trhání má za následek explozivní uvolnění energie. Astronomové na Zemi mohou pozorovat toto uvolňování energie jako krátký, ale intenzivní záblesk rentgenového a gama záření.
Kromě drcení hvězd tyto supermasivní černé díry často shromažďují roje hmoty, které kolem nich neustále víří v obřích akrečních discích. Akreční disky dosahují teploty kvadrilionů stupňů, což z nich dělá nejjasnější objekty ve vesmíru – jeden zářící disk může zazářit více než milion galaxií současně.
Disky při svém maximálním výkonu vytvářejí elektrická a magnetická pole, která vtahují část materiálu disku kolem černých děr do dlouhých tenkých výtrysků táhnoucích se desítky tisíc světelných let. Ačkoli tyto trysky nejsou technicky výbuchy, jsou stále poměrně intenzivní.
Můžete pomoci Ukrajině v boji proti ruským vetřelcům. Nejlepším způsobem, jak toho dosáhnout, je darovat finanční prostředky ozbrojeným silám Ukrajiny prostřednictvím Zachraňte život nebo přes oficiální stránku NBÚ.
Přečtěte si také: