Astronómovia odhadujú, že v hviezdach našej galaxie sa pohybuje približne 100 miliónov čiernych dier, ale doteraz neidentifikovali ani jednu. Po šiestich rokoch dôkladných pozorovaní však Hubblov vesmírny teleskop poskytol prvý priamy dôkaz o osamelej čiernej diere unášanej medzihviezdnym priestorom presným meraním hmotnosti fantomového objektu. Ide o čiernu dieru v Mliečnej dráhe.
V tomto článku vám povieme o charakteristikách, pôvode a oveľa viac o osamelej čiernej diere v Mliečnej dráhe.
čo je čierna diera
V prvom rade je dôležité pochopiť, čo je čierna diera, pretože okolo nej koluje veľa mýtov. Čierna diera je astronomický jav, ktorý vzniká, keď sa hmotná hviezda zrúti pod vplyvom vlastnej gravitácie, čoho výsledkom je oblasť priestoru s neuveriteľne vysokou hustotou a extrémne intenzívnou gravitačnou silou . Za týchto podmienok sa hmota stlačí do takej miery, že jej objem sa zmenší prakticky na nulu, čím sa vytvorí singularita, bod s nekonečnou hustotou v strede čiernej diery.
Charakteristickým znakom čiernej diery je jej horizont udalostí, čo je pomyselná hranica okolo nej, za ktorú nemôže uniknúť ani svetlo, ani nič iné. To znamená, že každý objekt, ktorý prekročí túto hranicu, bude beznádejne uväznený vo vnútri čiernej diery, čo bude vyzerať ako „diera“ vo vesmíre.
Čierne diery nie sú priamo viditeľné, pretože nevyžarujú svetlo, ale ich prítomnosť sa dá odvodiť z ich vplyvu na okolitú hmotu. Pre lepšie pochopenie ich vzniku je možné študovať, ako čierne diery vznikajú v iných hviezdach, pretože tento proces je kľúčový pre identifikáciu pôvodu čiernych dier v Mliečnej dráhe.
Čierna diera v Mliečnej dráhe
Doteraz boli všetky hmotnosti čiernych dier odvodené štatisticky alebo prostredníctvom interakcií v binárnych hviezdnych systémoch alebo galaktických jadrách, čo z toho robí veľmi zvláštny objav.
Novoobjavená čierna diera s neznámou hmotnosťou sa nachádza približne 5 000 svetelných rokov ďaleko v špirálovom ramene Carina-Sagittarius v galaxii Mliečna dráha. Jej objav však astronómom umožnil odhadnúť, že najbližšia izolovaná čierna diera s hviezdnou hmotnosťou k Zemi by mohla byť vzdialená len 80 svetelných rokov, čo je relatívne blízko vzhľadom na to, že najbližšia hviezda k našej slnečnej sústave, Proxima Centauri, je vzdialená len 4 svetelné roky. Čierne diery s hviezdnou hmotnosťou majú často spoločné hviezdy, čo robí túto nezvyčajnú a zdôrazňuje dôležitosť lepšieho pochopenia čiernych dier v našom vesmíre.
Čierne diery v Mliečnej dráhe sa rodia zo vzácnych obrovských hviezd s hmotnosťou najmenej 20-krát väčšou ako Slnko , ktoré tvoria menej ako tisícinu celkového počtu hviezd v Mliečnej dráhe. Tieto hviezdy explodujú ako supernovy, ich jadrá sú rozdrvené gravitáciou a menia sa na čierne diery. Keďže samoexplózia nie je dokonale symetrická, táto čierna diera by mohla byť vymrštená z našej galaxie a stať sa tak neznámou čiernou dierou. Viac informácií nájdete v zaujímavých faktoch o čiernej diere v našej galaxii.
Detekcia čiernych dier
Ďalekohľady nedokážu vyfotografovať nekontrolovateľnú čiernu dieru, pretože nevyžaruje svetlo . Čierna diera však deformuje priestor, ktorý potom ohýba a zosilňuje svetlo z hviezdy alebo čohokoľvek, čo sa dočasne nachádza za ňou.
Na detekciu čiernych dier teda pozemné teleskopy monitorujú jas miliónov hviezd v bohatých hviezdnych poliach a v smere centrálnej vydutiny Mliečnej dráhy, pričom hľadajú náhle výrazné zjasnenie, ktoré odhalí masívne čierne diery. Medzi nami a hviezdami prechádzajú predmety.
Skreslenie priestoru spôsobené gravitáciou objektu v popredí prechádzajúceho popred vzdialenú hviezdu dočasne ohýba a zosilňuje svetlo hviezdy v pozadí, keď prechádza pred ňou. Astronómovia využívajú tento jav, nazývaný gravitačná mikrošošovka, na štúdium hviezd a exoplanét. Ale podpis čiernej diery v popredí je jedinečný medzi inými mikrošošovkovými udalosťami, čo je rozhodujúce pre pochopenie našej galaxie.
Silná gravitácia čiernej diery predĺži efekt šošovky o viac ako 200 dní . Okrem toho, ak je medziľahlým objektom hviezda v popredí, môže to spôsobiť krátkodobú zmenu farby v meranom svetle hviezdy, pretože svetlo z hviezd v popredí a pozadia sa dočasne zmieša. Počas gravitačných mikrošošoviek však neboli pozorované žiadne zmeny farby.
Hubblov vesmírny teleskop bol potom použitý na meranie hmotnosti, vzdialenosti a rýchlosti čiernej diery. To viedlo tím Kailasha Sahua z Space Telescope Science Institute v Baltimore v Marylande k odhadu jej hmotnosti na približne sedem hmotností Slnka. Napríklad prvý obraz čiernej diery vôbec spôsobil revolúciu v našom chápaní týchto javov, ako je vidieť na prvom obraze čiernej diery, ktorý získal tím Event Horizon Telescope.
Alternatívne vysvetlenie čiernej diery v Mliečnej dráhe
Ďalší tím astronómov pod vedením Caseyho Lama z Kalifornskej univerzity v Berkeley, ktorý tento jav tiež študoval, oznámil o niečo nižšie merania jeho hmotnosti, čo znamená, že objektom by mohla byť čierna diera alebo neutrónová hviezda. takže áno. Nevylučujem ani druhú možnosť.
Preto odhadujú hmotnosť neviditeľného kompaktného objektu na 1,6 až 4,4-násobok hmotnosti Slnka. Na hornom konci rozsahu bude objekt čierna diera. Na dolnom konci by to bola neutrónová hviezda.
Hoci sa v našej galaxii pohybuje odhadom 100 miliónov izolovaných čiernych dier, pre astronómov z Hubbleovho teleskopu je nájsť čo i len najmenší náznak jednej ako hľadanie ihly v kope sena.
„Aj keď chceme tvrdiť, že je to určite čierna diera, musíme zvážiť všetky možnosti. Patria sem menej hmotné čierne diery a možno aj neutrónové hviezdy,“ vysvetlila Jessica Lu z tímu z Berkeley. „Ale nech je to čokoľvek, tento objekt je prvým pozostatkom tmavej hviezdy nájdeným v Mliečnej dráhe bez spoločnosti inej hviezdy ,“ dodala Ram.
Získanie meraní bolo náročnou úlohou pre oba tímy, pretože ďalšia veľmi jasná hviezda bola veľmi blízko pozorovaného objektu. "Je to ako snažiť sa zmerať drobné pohyby svetlušky vedľa jasnej žiarovky," povedal Sahu. "Museli sme opatrne odpočítať svetlo od blízkych jasných hviezd, aby sme presne zmerali odchýlku od slabého zdroja."
Sahuov tím odhaduje, že izolovaná čierna diera sa pohybuje Mliečnou dráhou rýchlosťou 160 000 kilometrov za hodinu – čo je dosť rýchlo na to, aby sa zo Zeme dostala na Mesiac za menej ako tri hodiny. To je rýchlejšie ako väčšina ostatných blízkych hviezd v tejto oblasti našej galaxie.
Dúfam, že vám tieto informácie pomôžu dozvedieť sa viac o čiernej diere objavenej v Mliečnej dráhe a jej charakteristikách.