Důsledek Einsteinovy teorie
V roce 1916 Karl Schwarzschild předpověděl černé díry teoreticky
Gama záblesky
Ve 30. letech 20. století indický astrofyzik SubramanianChandrasekhar studoval, co se stane s hvězdou, když spotřebuje všechno své „palivo“. Zjistil, že konečný výsledek závisí na hmotnosti hvězdy. Pokud je tato hvězda opravdu velká, řekněme, s hmotností 20 sluncí, její husté jádro se zhroutí až do černé díry.
Záblesky gama záření detekované pozemním zařízením. (Obrazový kredit: NASA / Swift / Cruz deWilde)
To vše se děje neuvěřitelně rychle, vběhem několika sekund a uvolňuje obrovské množství energie ve formě gama záblesku. Tato erupce může do vesmíru vyzařovat tolik energie, jako obyčejná hvězda za celý svůj život. A teleskopy na Zemi zaznamenaly několik takových událostí, když se rodí černé díry, a to i přes vzdálenost miliard světelných let.
Gravitační vlny
Černé díry neexistují vždy izolovaně -někdy se objevují ve dvojicích a obíhají kolem sebe. Když to dělají, gravitační interakce mezi nimi vytváří vlnění v časoprostoru, které se šíří jako gravitační vlny. To je mimochodem další předpověď Einsteinovy teorie relativity.
Umělecký dojem z gravitačních vln.Černé díry obíhající kolem sebe vytvářejí vlnky v časoprostoru, které cestují ven v gravitačních vlnách. (Obrázek s laskavým svolením R. Hurt / Caltech-JPL)
Observatoře jako LIGO a Panna dávají vědcůmschopnost detekovat tyto vlny. Fyzici oznámili první objev související se sloučením dvou černých děr v roce 2016. Se zvyšující se citlivostí detektoru vědci zjišťují další události, které spustily gravitační vlny. Například srážka černé díry a neutronové hvězdy, ke které došlo daleko za Mléčnou dráhou, ve vzdálenosti 650 milionů až 1,5 miliardy světelných let od Země.
Neviditelný satelit
Další důkaz existence černých děr— jejich gravitační vliv na jiné hvězdy. Při pozorování obvyklé dvojice rotujících hvězd HR 6819 v roce 2020 si astronomové všimli zvláštností v jejich pohybu.
Umělecký tisk ukazuje oběžné dráhy objektů v trojitém systému HR 6819. (Obrázek s laskavým svolením L. Calzada / ESO)
Lze je vysvětlit pouze přítomnostítřetí, zcela neviditelný předmět. Vědci vypočítali jeho hmotnost - ukázalo se, že je čtyřikrát větší než Slunce - a zjistili, že to může být jen černá díra. Mimochodem, je jedním z nejbližších k Zemi, nachází se od něj pouhých 1000 světelných let.
Rentgenový objekt
Úplně první objekt, který vědci poznaliobjekt Cygnus X-1 (nebo Cyg X-1) se stal černou dírou. Toto je zdroj rentgenového záření v souhvězdí Labutě, objevený v roce 1964. Astronomové téměř okamžitě předpokládali, že zdrojem záření je černá díra, která se nachází v binárním systému společně s modrým veleobrem. Mnoho odborníků se však domnívalo, že všechny důkazy o její existenci jsou nepřímé a Cygnus X-1 by mohla být například neutronová hvězda. Britský astronom a popularizátor vědy Stephen Hawking se v roce 1974 vsadil, že tomu tak není.
Hlavní překážkou rozpoznání Cygnus X-1 jako černé díry je nejistota vzdálenosti k objektu. V roce 2011 to však astronomové spočítali.
Černá díra Cygnus X-1 táhne materiál z obrovské modré doprovodné hvězdy. (Obrázek s laskavým svolením NASA / CXC)
Autoři nové práce data analyzovalishromážděné radioteleskopy Very Long Baseline Array. Podle vědců je vzdálenost k Cygnus X-1 6050 světelných let ±400 světelných let. Hmotnost modrého veleobra je navíc 19krát větší než hmotnost Slunce a samotný zdroj rentgenového záření je 14,8krát větší než hmotnost Slunce.
Nová hodnota hmotnosti je mnohem větší než kritická hodnotahranice, která odděluje neutronovou hvězdu a černou díru (po „smrti“ se velká hvězda může proměnit v jeden z těchto objektů). Nová práce tedy poskytuje důkaz, že úplně první černá díra je skutečně jedna.
Supermasivní černé díry
Data vědců naznačují, že kroměObyčejné černé díry existují a supermasivní. Každý z nich má miliony nebo dokonce miliardy slunečních hmot a ukrývá se v centrech galaxií od samého počátku historie vesmíru.
Ve středu naší galaxie leží supermasivní černá díra v oblasti známé jako Sagittarius A.
(Obrazový kredit: ESA - C. Carreau)
Podle NASA centrální černé díry vgalaxie jsou obklopeny akrečními disky, které vyzařují intenzivní záření na všech vlnových délkách světla. Vědci mají důkazy, že jeden z nich - masivní a kompaktní objekt Sgr A * (Sagittarius A *) - se nachází ve středu Mléčné dráhy. Čím jsou hvězdy blíže, tím více se otáčejí - až 8% rychlosti světla. Centrální černá díra Mléčné dráhy se v současné době odhaduje na zhruba 4 miliony hmotností Slunce.
Špagetizace
Další důkazy o existenci černých děr -to je špagetizace. Během tohoto procesu táhne obrovská gravitační síla černé díry předmět do tenkých vláken. K tomu obvykle dochází u hvězdy, která se přiblížila k černé díře. V říjnu 2020 byli astronomové svědky špagetizace. Viděli záblesk světla z hvězdy, když ji černá díra roztrhala na kusy. Stalo se to v galaxii 215 milionů světelných let od Země.
A nakonec - přímý obraz
V dubnu 2019 získali vědci vůbec první přímý snímek supermasivní černé díry v centru aktivní galaxie Messier 87.
Akreční disk
Tuto fotografii pořídili astronomové pomocídalekohled Event Horizon. Ve skutečnosti se nejedná o jeden nástroj, ale o rozsáhlou síť teleskopů roztroušených po celém světě. Fotografie jasně ukazuje temný stín 6,5 miliardy sluneční černé díry proti oranžové záři okolního akrečního disku.
Číst Dále
Podívejte se na aktualizované stíhačky F-15: nesou 24 raket vzduch-země
Vesmírná loď vzdálená několik kilometrů: vše, co je o novém čínském projektu známo
Do roku 2100 bude 95% oceánů neobyvatelných
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) je laserová interferometrická observatoř gravitačních vln.
Panna je francouzsko-italský detektor gravitačních vln umístěný v EGO (European Gravitational Observatory).