Supermasivní černé díry mají limit velikosti: 50 miliard Sluncí  
Ať supermasivní černé díry dělají co chtějí, za běžných okolností se prý nedostanou nad hmotu 50 miliard Sluncí. Když se gigantiční jedlíci odříznou od mezihvězdného plynu, tak je s jejich růstem v podstatě konec.

 

Supemasivní černá díra. Kredit: Chick-so-cute / deviantart.
Supemasivní černá díra. Kredit: Chick-so-cute / deviantart.

Černé díry jsou nepředstavitelné. A supermasivní černé díry jsou představitelné ještě méně. Jsou to nezměrní jedlíci v srdci galaxií, kteří požírají hmotu a kynou nade všechny meze. Anebo spíš nekynou. V těchto dnech se objevila studie, podle níž mají supermasivní černé díry hranici, nad kterou už nemohou růst. Měla by to být hmota 50 miliard Sluncí.

 

Andrew King. Kredit: University of Leicester.
Andrew King. Kredit: University of Leicester.


Naprostá většina galaxií má ve svém jádru supermasivní černou díru. Černá díra tam sedí, jako příšera v srdci temnoty. Kolem těchto černých děr obvykle krouží plyn v akrečním disku. Plyn v disku ztrácí energii, padá směrem dovnitř a krmí černou díru. Čistě teoreticky by supermasivní černá díra mohla narůst do takové velikosti, že by zničila akreční disk. Většina odborníků si ale myslí, že černé díry do takové velikosti ve skutečnosti nenarůstají.

Priya Natarajan z Yale a Ezequiel Treister z chilské University of Concepcion v roce 2008 odhadovali množství plynu, které měly černé díry k dispozici v ranném vesmíru, a také to, jak náruživě ho pojídaly. Dospěli k názoru, že ty nejvíce nenasytné černé díry mohly během dosavadní existence vesmíru dorůst do hmoty 50 miliard Sluncí. Objevy gigantických supermasivních černých děr, k nimž došlo v posledních letech, přiměly Andrewa Kinga z Univerzity v Leicesteru, aby se k těmto úvahám vrátil.

Priyamvada Natarajan. Kredit: Michael Marsland / Yale.
Priyamvada Natarajan. Kredit: Michael Marsland / Yale.


Pokud jde o velikosti největších známých supermasivních černých děr, vždy to jsou jenom odhady, které je nutné brát s docela velkou nadsázkou, a které nezřídka někdo zpochybňuje. Přece jenom jde o objekty z velice vzdáleného vesmíru, jejichž fungování se vymyká naší představivosti. S přihlédnutím k tomu se v současnosti za největší černou díru považuje objekt S5 0014+813 ze souhvězdí Cefea, jehož hmota by měla dosahovat 40 miliard Sluncí. Rekordní černé díře šlapou na paty kvasar SDSS J102325.31+514251.0 s hmotou odhadovanou na 33 miliard Sluncí, kvasar H1821+643 ze souhvězdí Draka se hmotou kolem 30 miliard Sluncí, a mediálně slavný kvasar APM 08279+5255 ze souhvězdí Rysa o hmotnosti 23 miliard Sluncí, který sedí ve středu gigantické eliptické galaxie.

Kvasar s gigantickou černou dírou a mohutným akrečním diskem. Kredit: NASA.
Kvasar s gigantickou černou dírou a mohutným akrečním diskem. Kredit: NASA.


Objevy těchto galaktických monster vedly Kinga k tomu, že propočítal, jak velká může supermasivní černá díra být, aby fungoval její akreční disk. Nakonec dospěl ke hmotě 50 miliard Sluncí. Bez akrečního disku nemůže černá díra růst, ani když je supermasivní. Pak už totiž může jenom požírat neopatrné hvězdy, planety nebo asteroidy, které by do černé díry bez akrečního disku prostě spadly, což se děje málokdy, anebo může splynout s jinou černou dírou, což se děje ještě mnohem vzácněji. Supermasivní černá díra bez akrečního disku by mohla významně povyrůst jedině v případě, že by se srazila s jinou obrovskou supermasivní černou dírou, a takých je ve vesmíru pomálu. A kdo ví, jak by taková srážka vlastně dopadla.
Jak už to chodí, Priya Natarajanová, která před pár lety přišla s podobným limitem velikosti těch největších černých děr, s Kingem ne tak úplně souhlasí. King to prý příliš zjednodušuje a soustředí se jenom na stabilitu akrečního disku. Podle Natarajanové ale hraje nemalou roli i množství plynu v okolí supermasivní černé díry. Když se prý taková černá díra cpe příliš nenasytně, tak při tom vzniká spousta tvrdého rentgenového záření, které vyčistí okolí černé díry od plynu. A jak už bylo řečeno, černá díra bez plynu hladoví a neroste.


Video:  Planting Seeds: Assembling the First Black Holes in the Universe / Priya Natarajan


Literatura
NewScientist 10. 12. 2015, arXiv:1511.08502, Wikipedia (List of most massive black holes).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 13.12.2015
Tisk článku

Díra - Daniel Petr
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 219 Kč
cena: 177 Kč
Díra
Daniel Petr
Související články:

Dvojice monstrózních černých děr těsně před apokalyptickou srážkou     Autor: Stanislav Mihulka (08.01.2015)
Monstrózní kvasar z úsvitu vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (26.02.2015)
Nejmenší supermasivní černá díra ve známém vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (13.08.2015)
Nemožně velká supermasivní černá díra     Autor: Stanislav Mihulka (28.09.2015)



Diskuze:

Proč to má být limit

Karel Železný,2015-12-14 09:11:03

Chápu vysvětlení Natarajanové. Ale proč by měl disk být při nějaké velikosti centrální ČD sám o sobě nestabilní?

Odpovědět

Laická otázočka

Libor Kiss,2015-12-14 01:31:10

Minule mi napadlo, že ako je to s tým horizontom udalostí čiernej diery? Ako sa správajú fotóny, ktoré majú namierené von z čiernej diery? Keď sa fotón pod horizontom udalostí snaží k nemu prísť, tak vplyvom gravitácie spomaľuje presne tak ako vyhodená lopta do vzduchu? Že spomaľuje potom zastane, obráti sa a padá späť? Tak klasicky Newtonovsky?
Alebo je to inak?

Odpovědět


Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 02:50:16

Fotón po Horizontu událostí skáče jako placák po hladině.

Odpovědět


Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 02:55:27

Pod horizont událostí se foton nedostane, není tam prostor, ve kterém by mohl existovat.

Odpovědět


Re: Laická otázočka

Karel Železný,2015-12-14 09:09:08

Jinak.

Je těžké si to představit. Ale dá se říct, že tam zkrátka není směr nahoru. Čili spadnout tam lze, směr dolů existuje. Vyletět nelze, směr nahoru není.

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 09:16:25

Za horizontem událostí už je jen samá hmota, kam tam chcete vměstnat nehmotný foton?

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Bohumil Vikl,2015-12-14 13:03:27

.. nikdo s jistotou neví co je za horizontem .. a je otázka zda to vůbec někdy vědět budeme ..

Proč by záření nemohlo být černou dírou pohlceno??

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 20:28:04

černá díra je kompaktní hmota a nic než hmota, pro záření je její povrch jako jedna velká trampolína, záření není jak absorbovat, protože se nemá na co přeměnit

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Bohumil Vikl,2015-12-15 10:03:51

............................................ aha ..

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Bohumil Vikl,2015-12-15 10:03:53

............................................ aha ..

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Polibtemi Šos,2015-12-15 10:50:08

http://i.imgur.com/R4PZ2YQ.jpg

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Vzdorovitý Krtek,2015-12-15 23:14:26

http://sukyvledu.blogspot.cz/2015/12/cerna-dira-tak-trochu-jinak-cast-1.html

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 10:19:51

Záření všeho druhu se za horizont nepodívá, jediné co mu zbývá je cesta po obvodu, kde vznikají proudnice a víry, které ústí na pólech, odkud se potom odporoučí na cestu pryč.

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 10:38:48

Cestou se všechny amplitudy vyžehlí na rentgen nebo gamma.

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 10:40:55

Hmm vlastně opačně. No, to by bylo na další přemýšlení.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Marcel Brokát,2015-12-15 16:49:36

nooo to asi u "Tebe" bude bolet ...

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 10:42:33

Neznám spektrum výtrysků. Jestli je to krátkovlnné, tak se tam holt to záření cestou nazdrcá.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 10:45:19

Což by ostatně odpovídalo i onomu zkracování odskoků oblázku,... kdo jako malý neházel žabky, že?

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Marcel Brokát,2015-12-15 16:48:30

Amplituda je špičková hodnota měnící se veličiny !!! To co se podle Vás "vyžehlí" je frekvence vlny.
DOST PODSTATNÝ ROZDÍL ... fyzika střední školy, ne-li základní školy 8mé třídy, "kamaráde"....

Odpovědět


Re: Laická otázočka

Leopold Sojka,2015-12-14 11:08:57

Také se laicky zeptám. Proč se foton považuje za částici? Já si záření představuji jako chvění, vibraci prostoru. Ostatně, proto se tomu říká i vlnění. To je špatně?

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 20:35:35

Není to špatně.

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 20:39:55

Vezměte si v tom vlnění jednu periodu vibrace, píchntěte doprostřed kružítko a obkreslete si pomyslné kolečko kolem, a máte částici.

Odpovědět


Re: Re: Laická otázočka

Frantisek Kroupa,2015-12-14 21:02:55

Foton je částice i vlnění, "v závislosti na uspořádání experimentu a způsobu pozorování", viz třeba odkaz níže. Jinak "chvění" či "vibrace prostoru" tak trochu implikují mechanistické představy, nebo existenci něčeho, jako měl být éter.

https://cs.wikipedia.org/wiki/Dualita_částice_a_vlnění
http://radek.jandora.sweb.cz/f20.htm

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 21:13:50

Éter existuje, jenže je právě tak nenahlédnutelný jako vše ostatní podle Heisenberga.

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 21:18:16

Ryba nikdy nepochopí, že žije ve vodě.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 21:32:57

Když chcete z ploutviček setřást éter, musíte vyskočit až za vesmír.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 21:58:09

Anebo z vesmíru, libo je-li.

Odpovědět


Re: Re: Re: Laická otázočka

Leopold Sojka,2015-12-14 21:54:51

Chápu, záření má tedy asi některé vlastnosti shodné s částicemi v pohybu, a tak se zavedla určitá teoretická myšlenková konstrukce fotonu jako částice.
Když tedy je foton "částice", tedy krátký úsek jedné části elektromagnetického spektra, proč svoji hypotetickou částici nemají i ostatní části elmg. spektra, třeba částice mikrovln, nebo částice rentgenu. Proč se používá jen foton?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 22:03:46

To nevím. Mohu jen usuzovat. Teoreticky, by "foton" neměl být závislý na vlnové délce, tudíž libovolné velikosti.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Ondra Dvořák,2015-12-14 22:12:13

Jestli tomu dobře rozumím, tak je to statistická záležitost. Jestli je foton částicí "jen" v oboru viditelného záření, pak asi proto, že jsme si právě tento obor chtěli nějak zvlášť pojmenovat a vyčlenit z ostatních. Nestudoval jsem Fyziku. Logika mi říká, že bychom mohli "fotonem" nazvat právě tak "částici" v rentgenové nebo rádiové frekvenci.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Vít Výmola,2015-12-15 12:17:02

Nevím, kde jste se dozvěděl, že foton je jen pro viditelné světlo. Celé elektromagnetické záření má dualitní povahu, tedy chová se zároveň jako částice i jako vlnění. I ty mikrovlny, i ten rentgen, celé spektrum.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Laická otázočka

Marcel Brokát,2015-12-15 17:00:42

Duální charakter částic je determinován postupem poznání lidstva a s tím související fenomenologií.
Jinými slovy - Aby se vysvětlily určité výsledky experimentů (typicky difrakce na mřížce) bylo nutné udělat "skok z vody" a zavést nové představy a postupy o fungování přírody.
Dnes díky zavedení dalších rozměrů a významným postupům v tzv. M teorii se uchytila myšlenka, že oba projevy jsou různé stavy jiných stavebních prvků přírody...
Laicky pro íčka - tvoje přítelkyně se v pondělí zmaluje jak běhna a v úterý se nenamaluje. I když pokaždé vypadá a chová se zcela jinak, je to pořád projev něčeho v pozadí - její. A fyzika to v pozadí zatím neumí přesně pojmenovat....

Odpovědět

Ondra Dvořák,2015-12-13 19:45:53

A to jsem vám už vyprávěl o relativitě hmotnosti na ose času? Ačkoliv počítáno na Slunce by to vyšlo stejně.

Odpovědět


Re: mate pravdu

Karel Rabl,2016-05-30 22:29:44

hmota je vlastně "zmrzlý" čas a ten jak známo je relativní.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni