ASTRONOMOVÉ OBJEVUJÍ NOVÝ ZPŮSOB, JAK PŘEKONAT DĚTSKÉ ČERNÉ DÍRY

Jen v loňském roce tři američtí fyzici sdíleli Nobelovu cenu za fyziku za roli v historické detekci gravitačních vln. Signály pocházely z kosmických vln v časoprostoru vytvořených některými z nejnásilnějších událostí ve vesmíru: srážkami černých děr.

Vědci nyní detekovali šest signálů gravitačních vln - pět ze spojujících se párů černých děr hvězdné hmoty a jeden ze spojujících se párů neutronových hvězd. Ale kupodivu většina zapojených černých děr s hvězdnou hmotou byla více než 20krát hmotnější než Slunce. Nález zmatených astronomů. Hvězdné černé díry, které se tvoří při zhroucení hmotných hvězd, obvykle vrcholí asi 10 až 15krát více než hmotnost Slunce.

Směsné černé díry

Jak se tedy tyto relativně malé černé díry hromadily před sloučením?V minulosti měli vědci podezření, že se tyto černé díry zvětšily, protože svůj život zahájily jako obří hvězdy s velmi malým počtem kovů - nebo prvky kromě vodíku a hélia. Vzhledem k tomu, že hvězdy s nízkou metalicitou produkují slabé sluneční větry, udržují si většinu své hmoty před zhroucením do černých děr.Ale podle nové studie publikované v The Astrophysical Journal Letters může existovat více než jeden způsob, jak vyrobit balón s velikostí černé díry - a nezahrnuje dietu s nízkým obsahem kovů.Místo toho autoři načrtávají způsob, jakým může průměrná černá díra hvězdné hmoty růst tím, že pohltí materiál obíhající supermasivní galaxiiČerná díra. Kromě toho může tento nový mechanismus předpovídat nový zdroj gravitačních vln.

Spirálové disky

Astronomové vědí, že většina velkých galaxií má ve svých jádrech supermasivní černé díry. Mnoho z těchto černých děr po většinu svého života spí, hromadí málo hmoty a produkuje málo světla.Některé supermasivní černé díry jsou však obklopeny hustým kotoučem plynu a prachu, který se tvrdě mletí dohromady, když se točí dovnitř směrem k samotné supermasivní černé díře. Tento rotující disk vytváří neuvěřitelné množství tření, což způsobuje, že materiál uvnitř jasně září. Pokud jsou tyto zářivé disky obzvláště jasné, astronomové o nich mluví jako o aktivních galaktických jádrech neboli AGN.Jen mimo tyto chaotické disky je však mnoho hvězd - z nichž mnohé se nakonec vyvinou do černých děr hvězdné hmotnosti.Podle nové studie se pár těchto blízkých černých děr hvězdné hmoty může snadno zachytit na disku AGN. A když k tomu dojde, černé díry se živí dostupnou hmotou, jak se spirálovitě přibližují, a rostou z přibližně sedmi hmotností Slunce na více než 20 hmot hmotných, než se nakonec spojí.Signál gravitačních vln generovaný takovým spojením by naznačoval, že dvě černé díry, kterých se to týká, byly kolem 20 hmot Slunce, i když původně začaly mnohem menší.

Astronomie s více posly

Jednou zajímavou odnožou této nově navržené metody pro vytváření nadměrných černých děr hvězdné hmoty je to, že jejich prostředí jim často může způsobit synchronizaci jejich rotačních os, jako dva vrcholy rotující v tandemu. Podle studie takové systémy uvolní asi 10 procent své energie jako gravitační vlny, když se nakonec spojí. To je až třikrát více energie gravitačních vln, než by bylo uvolněno, pokud by černé díry byly náhodně orientovány, což znamená, že tyto fúze jsou pravděpodobně detekovatelné současnou technologií, jako je observatoř gravitačních vln Laser Interferometer (LIGO). Autoři také tvrdí, že tyto černé díry by pravděpodobně emitovaly velké množství rentgenových paprsků, paprsků gama nebo dokonce rádiových vln. Tyto vlnové délky by mohly poskytnout elektromagnetický protějšek signálu gravitační vlny a odhalit důležité detaily, které by jinak zůstaly skryté.
Minulý rok se to astronomům podařilo, když pozorovali jak gravitační vlny, tak gama paprsky ze sloučení dvou neutronových hvězd . V té době astronom Josh Simon z Carnegie Observatories řekl o detekci neutronových hvězd: "Existují věci, které můžete objevit pomocí gravitačních vln, které byste nikdy neviděli elektromagnetickým světlem, a naopak. Mít tuto kombinaci by nám mělo poskytnout vhled do těchto extrémních objektů. "

Co bude dál?

Je tedy tato nově navržená metoda pro vytváření nadměrných černých děr s hvězdnou hmotou vysvětlením mimořádně velkých detekcí LIGO, nebo jsou za to zodpovědné hvězdy s nízkým obsahem kovu? Nebo možná je to kombinace obou. V tuto chvíli nevíme jistě.
Nicméně LIGO a jeho detektor sestra Panna jsou v současné době prochází plánované aktualizace, a měla by začít znovu pozorovat na začátku roku 2019. A když se kopat zpět, budou astronomové nepochybně lov gravitační vlny signálů, které mohou být spárována s elektromagnetickými pozorování. Takové detekce více poslů budou pravděpodobně klíčem k budoucnosti astronomie, takže buďte naladěni.