Cygnus X-1 překvapila. Je hmotnější a vzdálenější než jsme mysleli  
Černou díru Cygnus X-1 zná každý. Jak se ale ukazuje, rozhodně to neznamená, že by tahle soustava rentgenové dvojhvězdy byla nudná. Podle nového výzkumu je tahle černá díra dvakrát těžší než jsme si mysleli a také je podstatně dál, asi o 1000 světelných let. Také rotuje rychlostí blízkou rychlosti světla, což je rekord mezi známými černými dírami.
Divoký systém Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.
Divoký systém Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

Černé díry jsme znali už dávno, ale jen teoreticky, díky rovnicím Einsteinovy obecné relativity. Trvalo to dlouhá desetiletí, než byl v roce 1973 dříve objevený silný zdroj rentgenového záření v Mléčné dráze Cygnus X-1 ze souhvězdí Labutě většinou odborníků uznán jako první známá černá hvězdné velikosti.

 

James Miller-Jones. Kredit: ICRAR.
James Miller-Jones. Kredit: ICRAR.

Rok poté Kip Thorne uzavřel ohledně objektu Cygnus X-1 legendární sázku se Stephenem Hawkingem, přičemž Hawking tvrdil, že to černá díra není. Svou prohru uznal v roce 1990. Dnes víme, že Cygnus X-1 je masivní rentgenová dvojhvězda, která zahrnuje modrého veleobra spektrální třídy O, plus velmi hmotný a zároveň velmi malý objekt, což je se vší pravděpodobností černá díra. Cygnus X-1 se stal oblíbeným objektem pozorování a je jedním z nejvíce prozkoumaných objektů tohoto typu. To ale neznamená, že by nedokázal překvapit.

 

Určení vzdálenosti systému Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.
Určení vzdálenosti systému Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

James Miller-Jones z australské Curtin University vedl mezinárodní tým, který využil síť radioteleskopů Very Long Baseline Array, rozkládající se na americkém kontinentu k detailnímu měření vzdálenosti objektu Cygnus X-1. Černou díru pozorovali po 6 dní, během nichž se černá díra oběhne s modrým veleobrem. Data pak porovnali s pozorováními stejnou sítí radioteleskopů z roku 2011.

 

Slunce a Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.
Slunce a Cygnus X-1. Kredit: ICRAR.

Z jejich výzkumu vyplynulo, že černá díra Cygnus X-1 je více než 20 krát hmotnější než Slunce. To je zhruba dvojnásobné zvýšení odhadu její hmotnosti. Dospěli k tomu díky podstatnému zvýšení odhadu vzdálenosti Cygnus X-1. Podle jejich výpočtů je vzdálená 7 100 světelných let, což je asi o 1 000 světelných let více než u předchozích odhadů. Badatelé jsou přesvědčeni, že tato černá díra vznikla z gigantické hvězdy, jejíž hmotnost byla cca 60 Sluncí. Do černé díry se zhroutila před desítkami tisíců let. Zároveň vyšlo najevo, že tato černá díra velice rychle rotuje, rychlostí blízkou rychlosti světla, což je rekord mezi známými černými dírami.

 

Pokud jsou jejich výpočty a úvahy správné, tak Cygnus X-1 představuje nejvíce hmotnou černou díru hvězdné velikosti, kterou jsme detekovali bez pozorování gravitačních vln. Ve skutečnosti je v tomto případě tak hmotná, že se pohybuje na hraně našich teorií o vzniku černých děr.

 

Video: CYGNUS X-1: the most massive black hole near to Earth

 

Literatura

ICRAR 19. 2. 2021.

arXiv:2102.09093.

arXiv:2102.09092.

Datum: 23.02.2021
Tisk článku

Související články:

Pátrání po dalších dvou záhadách supernovy 1987A     Autor: Vladimír Pecha (19.12.2014)
Rekordně pomalý pulzar si „zívne“ jednou za 23,5 sekundy     Autor: Stanislav Mihulka (26.10.2018)
Nabíjení pulsaru pro extrémní výtrysk záření v přímém přenosu     Autor: Stanislav Mihulka (14.06.2020)



Diskuze:

Martin Zeithaml,2021-02-25 20:00:37

Stačí přesně měřit a hned je o trochu temné hmoty méně :) a to jen jedna černá díra.
Ta rotace je hodně nešťastně podaná. Černou díru nemůžeme vidět, ani měřit, protože je za horizontem událostí a ten je zase jen virtuální hranice.
Asi tam měl být spíš uveden akretační disk. U něj se relativistické rychlosti dají předpokládat, když se v něm část hmoty mění na energii.

Odpovědět

Odľahčenie

Pavel Gašperík,2021-02-25 06:55:10

Myslím, že sa z nás formuje nová "generácia" astrofyzikov , podobne ako keď sa Nick Carter učil cudzí jazyk vo filme Adéla ješte nevečeřela - " Snadno a rychle" .... Dúfam , že zasiahne "vyššia moc" ako píše p.Hudeček ...

Odpovědět


Re: Odľahčenie

Petr V,2021-02-25 18:39:04

Spíš si myslím, že naše vnímání prostoročasu je nesprávné. To co vysledovali vědci před 40 a více lety může být viditelné dnes jinak. Navíc informace ve formě fotonů pokaždé putuje jinými podmínkami prostorem.
Jak to je gravitace je vlastnost prostoročasu? Tj kdyby nebyl prostoročas, tak gravitace není měřitelná?
A opačně. Jsou to úvahy, které bychom měli brát v potaz.
Závisí prostoročas na gravitaci a nebo gravitace na prostoročasu?
To se nám to pak měří...

Odpovědět

Rotace rychlosti svetla?

Petr Bartoš,2021-02-24 19:36:28

Ja tomu nerozumim. Jak muze nekdo merit rotaci pomoci rychlosti? Rotaci muzi merit v otackach za cas. Takze max. bych chapal, ze obvodova rychlost se blizi rychlosti svetla. Jenze obvodova rychlost na jakem polomeru? Na horizontu udalosti? Na okraji disku? Pokud to nekdo chapete, muzete mi to prosim vysvetlit?

Odpovědět


Re: Rotace rychlosti svetla?

Pavel Hudecek,2021-02-24 20:48:02

Jedná se o obvodovou rychlost na horizontu událostí. Druhá část problému je, co to přesně znamená:-) Jestli něco jako otáčení hypotetické koule s konstantní hustotou, vyplňující horizont?

Jisté je, že podstatou je moment hybnosti té ČD. V obecné relativitě pak moment hybnosti roztáčí okolní prostor. Tím u ČD vzniká ergosféra, která urychluje tělesa v ní přítomná.

Z logiky věci plyne, že by to mohla být rychlost, kterou ergosféra udělí volně padajícímu tělesu, než je sežráno. Když vyjde větší, sežrat nejde. Tak buď odletí, nebo krouží, než přebytečný rotační moment vyzáří.

Odpovědět


Re: Re: Rotace rychlosti svetla?

Milan X,2021-02-24 23:22:07

hmm a pri te rychlosti otaceni jaky muze byt tvar one singularity vyvolany odstredivou silou na rovniku ? Neco jako livanec o nulove tloustce? Fantazie mi nestači...blbnu

Odpovědět


Re: Re: Re: Rotace rychlosti svetla?

Pavel Hudecek,2021-02-25 00:26:02

:-) No to asi nikdo neví. Navíc uvnitř rotujících ČD je i oblast, kde můžou bejt stabilní orbity. Takže se tam klidně můžou mlít prstence bordelu, co sežrala.
Zajímavé taky je, že horizont jako takovej je vždy koule jen dle hmotnosti.

Odpovědět


Re: Re: Rotace rychlosti svetla?

Vojtěch Kocián,2021-02-25 08:04:14

No, tohle je asi na delší diskuzi. I když horizont rotující ČD není koule (navíc má horizonty dva, i když ten vnitřní je nejspíš jen nereálný matematický relikt), pořád je středově symetrický a navíc nehmotný, takže asi nemá smysl pro něj počítat rychlost rotace a ani by pro ni neplatilo omezení na rychlost světla (samo o sobě, možná vyplývá z jiných podmínek).
Má cenu počítat rychlost stáčení časoprostoru a rychlost rotace samotné singularity. Singularita u rotující ČD není bodová ale prstencová, tedy tvořená kružnicí. Objem samozřejmě zůstává nulový a hustota nekonečná. Tedy jako matematický koncept na základě současných znalostí. Realita bude nejspíš méně singulární a mnohem složitější.

Odpovědět


Re: Re: Rotace rychlosti svetla?

Vladimír Bzdušek,2021-02-25 18:49:10

Ono asi nie je hlavný problém v tom, či to príslušne vzdelaný odborník chápe, prípadne dokáže vysvetliť. Ono by to asi bolo dosť zložité.
Hlavný problém je v tom, že v toto type článku od daného autora sa dočítam, že čosi-kdesi-čierna-diera-rotácia-rýchlosť svetla. A v hlave zabliká kontrolka: čo to tam vlastne rotuje???

Odpovědět

Tradične otázky :

Pavel Gašperík,2021-02-24 08:20:39

1. Ako je možné odmerať rýchlosť rotácie ČD ?
2. Uplatňujú sa pri takejto extrémnej predpokladanej rýchlosti rotácie nejaké efekty známe z
teorie relativity ?
3. Môže takýto rotujuci hmotný objekt rotovať aj rýchlosťou vyššou ako je rýchlosť svetla ???
/učili sme sa že rýchlosť svetla ako takého je konečná/

Odpovědět


Re: Tradične otázky :

Vladimír Bzdušek,2021-02-24 11:13:10

Pripojím sa s otázkou:
Ak už rotujúci objekt vytvorí ČD, prejaví sa rovnaký efekt ako pri krasokorčuliarskej piruete?

Odpovědět


Re: Re: Tradične otázky :

Pavel Hudecek,2021-02-24 13:02:06

1. Z vlnové délky vyzařovaného RTG.
2. Celá ČD je relativistický efekt a rotující obzvlášť.
3. Ne, snaha o něco takového vede k vyzáření přebytku gravitačními vlnami.
4. Ano, právě tak vznikají všechny rychle rotující objekty ve vesmíru.

Odpovědět


Re: Re: Tradične otázky :

Vladimír Bzdušek,2021-02-24 13:02:52

A čo sa stane v prípade, že uhlová rýchlosť sa zvýši tak, že obvodová by mala niekde prekročiť rýchlosť c?

Odpovědět


Re: Re: Re: Tradične otázky :

Pavel Hudecek,2021-02-24 13:08:42

To je časově chybná otázka. Při pádu objektu, který by měl zvýšít... se vyzáří gravitační vlny tak, že výsledná obvodová rychlost nebude nadsvětelná.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Tradične otázky :

Vladimír Bzdušek,2021-02-24 20:06:25

Ano, je to absolútne logické, avšak ísť do detailov by asi dokázal len kvantový fyzik. Ale laika napadne, že aké sú tam pri tej piruete vlastne vzdialenostné pomery, či má ČD limitne nulový rozmer a či jej horizont je hmotná záležitosť, ktorá podlieha maximu c.
Odpovede samozrejme nežiadam, asi by som ich aj tak nepredýchal.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Tradične otázky :

Pavel Hudecek,2021-02-24 20:58:09

:-) Musíme doufat, že nám to stravitelně napíše pan Brož, nebo Wagner.

V opačném případě nezbývá, než to v nestravitelné podobě najít na webu pana Ullmana. Stravitelnost se pak dá zařídit předkrmem v podobě Jarníkovy matematiky (všechny díly na uloz.to), čímž se z Ullmana stane jen malá třešnička na dortu:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Tradične otázky :

Vladimír Bzdušek,2021-02-24 21:08:09

Super! Asi tak. Ale pýtať sa je ľudské.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace