Wilsonova mlžná komora z počátku 20. století je geniálně jednoduché a Nobelovou cenou odměněné zařízení pro zviditelnění prolétajících elektricky nabitých částic. Částice prolétají vzduchem s podchlazenou párou a zanechávají v něm stopy v podobě kapiček vody. Astrofyzik Pieter van Dokkum z Yale University a jeho kolegové nebyli troškaři a udělali mlžnou komoru z celé galaxie. Namísto částic detekovala něco mnohem, mnohem těžšího.
Badatelé pozorovali Hubbleovým dalekohledem nepravidelnou trpasličí galaxii RCP 28. Na snímcích této galaxie si všimli něčeho zvláštního. Měla na sobě „šrám,“ který nejprve považovali za projev kosmického záření. Šrám ale na galaxii zůstal i pro zpracování různými filtry. V říjnu 2022 pozorovali galaxii znovu, teleskopy Keck Observatory na Havaji. Ukázalo se, že galaxie i její šrám jsou od nás stejně vzdálené a mají stejnou barvu. Jde tedy o útvar ve zmíněné galaxii. Jeho délku badatelé odhadli na více než 200 tisíc světelných let.
Van Dokkum a spol. nikdy nic podobného neviděli. Detailní analýzy odhalily, že nejde o homogenní materiál. Jsou v něm oblasti mírně odlišné barvou a jasem, oblasti vytvořené rázovými vlnami a oblasti se stopami silné ionizace. Některá z takových míst podle všeho představují čerstvě zrozené hvězdy. Stalo se tam něco, co zahýbalo kosmickým plynem a prachem a spustilo tvorbu nových hvězd.
Co by to mohlo být? Jednou z možností je stopa po výtrysku z centrální černé díry této malé galaxie. Jenomže struktura „šrámu“ neodpovídá žádnému pozorovanému či simulovanému případu, kdy masivní výtrysk hmoty vyvolal tvorbu nových hvězd. Vlastně má úplně opačné vlastnosti. Je například nejjasnější a zároveň nejužší v největší vzdálenosti od centra galaxie RCP 28. Naprostý opak toho, co bychom čekali u stopy výtrysku z centra galaxie.
Badatelé nabízejí dramatické vysvětlení. Podle nich pozorovaným vlastnostem „šrámu“ galaxie RCP 28 nejlépe odpovídá průlet supermasivní černé díry, jejíž gravitace zamíchala s mezihvězdným materiálem a spustila tím tvorbu nových hvězd. Van Dokkum s kolegy odhadují, že tento objekt opustil galaxii RCP 28 před 39 miliony let a teď nepozorovaně letí mezigalaktickým prostorem rychlostí zhruba 1 600 kilometrů za sekundu.
Supermasivní černou dírou by pohnulo jen máloco. V podobných případech je hlavním podezřelým jiná supermasivní černá díra anebo dvě takové. Badatelé mají hypotézu, že vystopovanou supermasivní černou díru odpálila ven z dotyčné galaxie gravitační partie kulečníku se dvěma dalšími dírami. Odpovědi by mohla přinést budoucí pozorování, jak galaxie RCP 28, tak i případných dalších podobných situací. Vědci sázejí především na připravovaný vesmírný infrateleskop Nancy Grace Roman Space Telescope.
Literatura
Astronomové objevili tři supermasivní černé díry na kolizním kurzu
Autor: Stanislav Mihulka (29.09.2019)
V blízké galaxii se možná srazí supermasivní černé díry. Během 3 let
Autor: Stanislav Mihulka (01.09.2022)
Zuřivé rozervání hvězdy supermasivní dírou vyslalo extrémně jasný záblesk
Autor: Stanislav Mihulka (01.12.2022)
Diskuze:
Celkom by ma zaujimalo
Radoslav Porizek,2023-02-23 23:08:56
Ked sa tu uz prebera otazka pohlcovania, celkom by ma zaujimalo, ako by v realite vyzeral paradox, ze cim vacsia gravitacia, tym rychlejsie nieco pohlti, ale ked sa to zvysi az na uroven ciernej diery, tak zrazu to nebude pohlcovat (bude to pohlcovat nekonecne pomaly, lebo na horizonte udalosti "stoji" cas).
Predstavme si padoucha, ktoremu sa podarilo vytvorit ciernu dieru a vystrelit ju ako projektil proti pevnosti superhrdiny. Odhliadnuc od toho, ze by projektil skoncil nakoniec v Zemskom jadre a znicil celu Zem - co by sme vlastne pozorovali napriklad pri projektile s hmotnosti stotiny Zeme, teda ciernu dieru raze 0,2 mm (ktora by pre jednoduchost pohltila a vyziarila rovnako vela) ? Prejde murmi opevnenia ako noz maslom, zahadne sa zastavi v dosledku spomalenia casu, alebo nieco uplne ine?
Re: Celkom by ma zaujimalo
Jirka Naxera,2023-02-24 19:17:40
Tak horizont Vás nezajímá (sice se na něm hmota zastaví, ale s další hmotou se ten horizont zvětší...)
Navíc gravitace neroste, ta černá díra hvězdné velikosti pohlcuje méně hmoty než samotná hvězda (prosté proto, že to co u hvězdy narazí do její atmosféry a je schváceno, tak u černé díry prostě může proletět a odletět).
ad 2mm černá díra - no pokud by jí padouch vytvořil pomalou, tak by to byl průšvih, jedině jí nesymetricky krmit tak aby dosáhla únikové rychlosti, ale to je při jejím průměru a hmotnosti nereálné. A ta díra se nezastaví, zastavuje se zdánlivě čas v blízkosti horizontu, ale z našeho pohledu (pozorovatel v nekonečnu) se bude opravdu pohybovat jako ta kulička.
(a od jejího záření Vás zpomalení času u horizontu nezachrání, to co opravdu září je akreční disk ve vzdálenosti 3 gravitační poloměry od ní a dál kde je zpomalení času relativně nevýrazné (nechce se mi to počítat, ale odhadem to z žluté udělá oranžovou), který je opravdu horký - veškerá pohlcovaná hmota díky gravitaci neuvěřitelně stlačená a zahřátá)
Re: Re: Celkom by ma zaujimalo
Radoslav Porizek,2023-02-25 11:28:52
> sice se na něm hmota zastaví, ale s další hmotou se ten horizont zvětší...
Ak sa hmota zastavi na horizonte, znamena to, ze ju cierna diera nepohltila, a teda sa nou nemoze sa zvatsit jej horizont - pokial neuvazujeme pohlcovanie ziarenia.
Pokial sa cierna diera pohybuje ako kulicka a mieri proti opevneniu, kde budeme (z dialky) pozorovat povodnu cast opevnenia, ktore prerazila? "Roztlaci" ho zo sebou (lebo hmota nemoze prejst horizontom) napriek tomu, ze posobi pritazlivo? Bude ta hmota pohltena ciernou dierou? Nieco ine?
Alebo tam rozhodujucu ulohu bude hrat akrecni disk, napriklad ze hmotu z opevnenia zohreje a premeni na ziarenie, ktore uz cierna diera moze pohltit?
( 2 mm cierna diera nezodpoveda mojim predstavam projektilu, pretoze by strhavala k sebe hmotu z ohromnej casti Zeme - z tretiny jej velkosti. V myslienkovom modeli som si skor predstavoval projektil ciernej diery velkost femtometroch, ktora by k sebe strhaval hmotu len z blizkeho okolia. Neviem, ako rychlo by sa takato cierna diera vyparila... )
Re: Re: Re: Celkom by ma zaujimalo
Jirka Naxera,2023-02-25 16:03:18
ad pohlceni - zanedbavate tu kulicku - kulicka se (z pohledu vnejsiho pozorovatele) "rozplacne" tesne nad horizontem te cerne diry.
Ale prosim, vsimnete si toho "tesne nad horizontem te cerne diry". V tuhle chvili ale uz horizont netvori cerna dira, ale soucet cerna dira + ta kulicka, takze horizont "poposkoci". Az na to, ze (v puvodni geometrii) sice dopadne na puvodni horizont az v nekonecnem case, ale mista, kde se pak vytvori novy horizont, dosahne v case konecnem.
Ale dejme tomu, ze ta hypoteticka pohlcena hmota nic nevazi - pak opravdu jak pisete bude "plavat" na povrchu horizontu az na vecnost.
Mimochodem, v te uvaze jste se priblizil dalsi relativisticke chutovce, a to faktu, ze nemuze existovat nekonecne tuha a/nebo pevna hmota. (sketch dukazu je v tom, ze vezmete nekonecne tuhou dlouhou tyc a na jednom konci zatlacite, a dojdete ke sporu ze pokud je nekonecne pevna, potrebujete nadsvetelne sireni informaci, konkretne jestli je na druhem konci oprena nebo ne. A to kdyz nemate, tak ta tyc "nevi" jaky ma klast odpor -> spor.)
Podobny jev nastave i ve Vasem pripade - relativistickou hmotu neroztlacite, protoze neni nekonecne tuha/pevna, proste gravitacni sily jsou tam mnohem silnejsi nez ty z elmag. interakce ktere tu hmotu drzi pohromade, a ten tunel to proste vytrha.
Mozna jestli mate cas, zkuste kouknout na xkcd, mimo komiksu je tam sekce What-If, kde se podobne utazky realne resi.
Jeste dalsi vec - geometrie nad horizontem (z pohledu vnejsiho pozorovatele! je tam souradnicova singularita) je hodne zkreslena, zadne tlaceni se nekona uz proto, ze tam mate k dispozici nekonecne casu, kam tu hmotu strkat do budoucnosti ;-) (ty prirovnani berte hodne s rezervou)
Re: Re: Re: Re: Celkom by ma zaujimalo
Jirka Naxera,2023-02-25 16:07:20
Mimochodem, kdyz to tak ctu jako celek, tak je to podobne jako s jinymi relativistickymi paradoxy (jako treba ten s tou tuhou tyci).
Proste kdyby ta hmota nic nevazila, tak se nikdy nepohlti, ale pak nas nemusi trapit ze je nulova hmota nekonecne stlacena, nebo ta hmota neco (byt malo) vazi, a pak sama zpusobi zvetseni horizontu, coz prirozene cely paradox vyresi.
dotaz na první větu
Jaroslav Kalina,2023-02-22 11:36:23
to jako ta černá díra letí a do ničeho ani nenarazí? A nemyslím nějaký vesmírný objekt. Ani nějaký plyn, něco jako foton? Fakt nic nepohltí? Jestli je to tak, je to ještě černá díra?
Re: dotaz na první větu
Vít Výmola,2023-02-22 14:56:11
TEĎ už ta díra (moc) nepohlcuje, protože na současném místě už nemá co. V době, kdy galaxií prolétala, určitě pohltila ledacos.
Re: Re: dotaz na první větu
Jaroslav Kalina,2023-02-22 16:07:40
dík za reakci, ale v článku je to striktně: Jak se prozradí supermasivní černá díra, která letí vesmírem, ale nekrmí se hmotou? Takže to mne nabudilo. A chápu, že za sebou ČD zanechá pozorovatelnou "paseku".
Ještě bych poprosil malinko vysvětlit následující: pozoruji např. ze Země pád tělesa do ČD, ale ač těleso do díry již spadlo, mě se jeví jako že ještě ne (a to snad po nekonečně dlouhouz dobu) neb ani světlo neuniká. Co ale vlastně můžu pozorovat neb kdyby to byla "aktivně svítící baterka", tak je dávno pod horizontem a můžesi svítit jak chce anebo vidím nějaké odražené světlo? Ale od čeho odražené, když to něco je už dávno v ČD?? A kdyby to byla pravda, to pak uvidíme stále všechny objekty, které do ČD v jakoli předchozí dávné minulosti do ČD už spadly??
Já vím, že to píši neodborně, ale může někdo to uvést na pravou míru, tak aby to amatér laik trochu pochopil??
Re: Re: Re: dotaz na první větu
Vojtěch Kocián,2023-02-23 06:51:50
Z hlediska vnějšího pozorovatele těleso do ČD (pod horizont událostí) nikdy nespadne, ale gravitační rudý posuv bude velmi brzy tak velký, že žádné z něj vycházející světlo neuvidíme.
Rozpor pozorovatelů v tom, jestli je těleso v ČD nebo ne, je způsoben jinak plynoucím časem pro vnějšího a vnitřního pozorovatele. Pro vnějšího se čas tělesa zastavil na hodnotě t0 (respektive se k této hodnotě limitně blíží). Pro pozorovatele padajícího spolu s tělesem do ČD ale čas t0 nastane při překročení horizontu událostí a normálně pokračuje dál. Tedy dokud těleso neskončí v singularitě, což je zase jiný problém a zvenku se o jeho řešení stejně nic nedozvíme.
Re: Re: Re: Re: dotaz na první větu
Jirka Naxera,2023-02-24 19:22:40
Jen doplním, že tohle v praxi úplně nenastává (byla by to pravda v idealizovaném případě zanedbatelně malé padající hmoty), vtip je v tom, že tím, jak do černé díry pořád něco padá (a i když nemá co, pořád tu máme reliktní záření), tak se tím velikost horizontu zvětšuje a tenhle efekt přebije nekonečnou dobu, než pohlcovaná hmota dopadne na horizont.
(ale je to důležité jen na papíře, v reálu to díky extrémnímu rudému posuvu stejně nepůjde pozorovat)
Re: dotaz na první větu
Radoslav Porizek,2023-02-23 22:50:54
Ide o mieru. "nekrmí se hmotou" znamena, ze nepohlcuje dostatocne mnozstvo hmoty na to, aby mohla byt viditelna. To co jej pride do cesty, to pohlti, ale nie je dost na to, aby sa zviditelnila.
Re: Re: dotaz na první větu
Jirka Naxera,2023-02-24 19:26:17
Tak ono jde i o to, jak. Když vezmete supermasívní díru a trefíte se do ní přesně hvězdou, tak (i na horizontu jsou slapové síly zanedbatelné) to poznáte jen tak že hvězda zmizí. Zato když byť trpaslík proletí kolem tak, že ho to roztrhá a vytvoří to akreční disk, tak pak je z toho ohňostroj přes půlku Vesmíru.
...
Gábor Vlkolinský,2023-02-21 22:12:09
Nejako mi to nesedí. Výtrysk nepochádza z čiernej diery, ale z hmoty, ktoru sa čierna diera kŕmi. Ak sa nekŕmi...
Re: ...
Vojtěch Kocián,2023-02-22 06:48:34
Linie nových hvězd vydrží déle než vlastní výtrysk hmoty. Tedy černá díra mohla být aktivní kdysi a pak jí došla okolní hmota. Jenže to se netýká tohoto případu, kde to měl vytvořit pouhý průlet a gravitační působení supermasivní černé díry.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce