Vědci už léta studují neobvyklý kosmický objekt, který „funguje“ jako černá díra
Problém je v tom, že tento objekt —hypotetický. Vědci je zatím ve vesmíru pozorovat nedokázali. Zda tyto záhadné objekty skutečně existují, je velkou otázkou. V nedávné studii však fyzik z Indie mohl objevit novou vlastnost Buchdahlových hvězd, která může pomoci odpovědět na tuto otázku.
Jak „fungují“ černé díry?
Obecně se na tom astronomové shodujíčerné díry skutečně existují. Vědci všude pozorují důkazy o jejich existenci (o hlavních důkazech jejich existence již dříve psal High-Tech).
Umělcova představa sousedství černé díry. Ilustrace: ESO/L. Calcada
Astronomové také chápou, jak se tvoří černošidíry: to jsou pozůstatky po katastrofálním gravitačním kolapsu hmotných hvězd. Když zemřou, žádná síla v přírodě neunese jejich vlastní váhu. Proto se tyto objekty odsouzené k zániku nadále „tlačí na sebe“ do nekonečna.
Mrtvé hvězdy
Vědci však zatím nechápou jakobjekt se může zmenšit, aniž by se změnil v černou díru. Astronomové již vědí o existenci bílých trpaslíků, kteří „váží“ jako Slunce, ale mají velikost Země. Fyzici také studují povahu neutronových hvězd, které dále stlačují hmotu hvězdy na velikost města. Není však známo, zda existuje ještě menší objekt, který se dokázal vyhnout tomu, aby se stal černou dírou.
Hvězdy Buchdalu
V roce 1959 německo-australský fyzik HansBuchdahl studoval, jak se může chovat „ideální hvězda“ (což je ideální kulovitý shluk hmoty), pokud je co nejvíce stlačena. Jak se shluk hmoty zmenšoval a zmenšoval, hustota objektu se zvyšovala, díky čemuž byla gravitační přitažlivost intenzivnější. Pomocí výpočtů z Einsteinovy Obecné teorie relativity našel Buchdahl absolutní spodní hranici velikosti „hvězdy“, která je co nejhustší, aniž by se změnila v černou díru. Rovná se 9/4 hmotnosti „hvězdy“ vynásobené Newtonovou gravitační konstantou (G) a dělené rychlostí světla (299 792 458 m/s) na druhou.
Tak, díky výpočtům, vědec obdrželnejhustší objekt ve vesmíru. Pokud ji ale byť jen trochu stlačíte, pak bude Buchdahlova mez překonána a hvězda se stane černou dírou. Pod touto hodnotou by se měl objekt vždy stát černou dírou, alespoň podle Obecné teorie relativity.
Co vědec zjistil?
Hledejte exotické předměty, které se nacházejína hraně této hranice se takzvané Buchdahlovy hvězdy staly oblíbeným cílem jak teoretiků, tak pozorovatelů, řekl Paul M. Sutter, výzkumný profesor astrofyziky na SUNY Stony Brook University a Flatiron Institute v New York. V nové studii Naresh Dadhich, fyzik z Meziuniverzitního centra pro astronomii a astrofyziku v Pune v Indii, možná objevil překvapivou vlastnost, kterou taková tělesa mají. O svých objevech hovořil v článku publikovaném na předtiskovém serveru arXiv.org, který dosud nebyl recenzován.
Ilustrace: NASA
Dadhich, který jmenuje Buchdahlovy hvězdy„Simulátory černých děr“ studovali, co se stane s energií hypotetické hvězdy, když se začne hroutit do „hraničních objektů“. Po provedení výpočtů objevil něco překvapivého: v době, kdy hvězda dosáhla Buchdahlova limitu, byla celková kinetická energie rovna polovině potenciální energie.
Tento poměr platí pro mnohésituace v astronomii, kdy je gravitační síla v rovnováze s ostatními. To znamená, že teoreticky mohou Buchdahlovy hvězdy existovat jako stabilní objekt s již dobře prostudovanými vlastnostmi.
„Horizont událostí černé díry nás blokujepředstavu o tom, co je uvnitř. Ale můžeme studovat, z čeho jsou Buchdahlovy hvězdy vyrobeny. Můžeme tak pochopit, jaký je vnitřek černé díry,“ vysvětluje autor studie pro Live Science.
Poslední problém
Najít Buchdahlovu hvězdu je jiná věc.Dodnes není známo žádné uspořádání hmoty, které by mohlo takový objekt vytvořit. Dadichův výzkum ale naznačuje, jak by to mohlo fungovat. Bude zapotřebí více výzkumu, abychom pochopili, jaké další vlastnosti tyto exotické objekty mají a co mohou vědcům říci o černých dírách.
Přečtěte si více:
Blazar, který byl nalezen před 20 lety, se ukázal jako extrémní objekt
TESS objevil "novou Zemi": kamenná planeta s vodou je v obyvatelné zóně
Podívejte se na následky srážky dvou hvězd v roce 1181