Tajemnica czarnych dziur „zombie”

Dzięki monitorowaniu szerokokątnemu nieba naukowcy odkryli, że supermasywne czarne dziury mogą niespodziewanie wyrzucać z siebie ogromne ilości energii i materii. Najbardziej zaskakujące jest, że te wyrzuty pojawiają się wiele miesięcy po wchłonięciu materii gwiezdnej, kiedy czarna dziura wydaje się być „uśpiona”.

Publikacja: 07.02.2024 17:20

Badanie czarnych dziur stanowi jedno z największych wyzwań współczesnej nauki

Badanie czarnych dziur stanowi jedno z największych wyzwań współczesnej nauki

Foto: AdobeStock

Czy czarne dziury mogą „chorować” na „niestrawność”? Takie porównanie do procesów trawiennych jest dobrym sposobem na zobrazowanie odkrytych niedawno przez astronomów zadziwiających mechanizmów tzw. opóźnionych emisji czarnych dziur. Takie zjawiska nagłego „ożywania” supermasywnych czarnych dziur mogą pomóc w wyjaśnieniu powstawania potężnych dżetów kosmicznych i ewolucji wszechświata.

Ale zacznijmy od podstawowego pytania: czym w ogóle są kosmiczne czarne dziury? Już w 1796 roku francuski matematyk Pierre Simon de Laplace ostrzegał w swojej książce „Exposition du Systeme du Monde”, że w kosmosie istnieją przerażające obiekty o niewielkiej objętości i olbrzymiej masie. Ale dopiero w 1916 roku niemiecki fizyk Karl Schwarzschild wyliczył na podstawie równania pola ogólnej teorii względności Einsteina (ogłoszonej rok wcześniej) istnienie tzw. osobliwości, czyli obiektów lub zjawisk, w których przestają działać teoretyczne prawa fizyki newtonowskiej ze względu na nieskończone wyniki. Większość astrofizyków początkowo odrzuciła tę koncepcję, zakładają, że we wszechświecie nie mogą przecież istnieć obiekty grawitacyjne o tak wielkiej masie i gęstości, z których nawet światło nie może uciec. Jednak w 1931 roku indyjski astrofizyk Subrahmanyan Chandrasekhar wyliczył maksymalną masę białego karła, którą dzisiaj nazywany „granicą Chandrasekhara”, po zwiększeniu której następuje nieunikniona zapaść gwiazdy w obiekt o niewyobrażalnej gęstości. Początkowo nie wiedziano nawet jak nazwać takie zjawisko. W niektórych publikacjach używano określenia „czarne gwiazdy”. Jednak słowo gwiazda nie oddawało prawidłowo natury takiej studni grawitacyjnej, która nie odbijała fotonów niczym ciało doskonale czarne. Dopiero pod koniec lat 60. ubiegłego wieku amerykański fizyk, prof. John A. Wheeler wymyślił i upowszechnił nazwę „czarne dziury”. Chociaż i ta nazwa nie jest do końca odpowiadająca naturze tych kosmicznych potworów, które stanowią 1 procent barionowej materii wszechświata. Dzięki badaniom profesora Stevena Hawkinga wiemy, że „czarne dziury” wcale nie są czarne i mają określoną temperaturę związaną z siłą oddziaływania grawitacyjnego na horyzoncie zdarzeń. Z pomocą mechaniki kwantowej Hawking zapoczątkował nową dziedzinę astrofizyki nazwaną termodynamiką czarnych dziur. Zajmuje się ona powiązaniem własności geometrycznych z określonymi własnościami fizycznymi, w tym przede wszystkim temperaturą, energią i entropią.

BLACK WEEKS -75%

Czytaj dalej RP.PL. Nie przegap oferty roku!
Ciesz się dostępem do treści najbardziej opiniotwórczego medium w Polsce. Rzetelne informacje, pogłębione analizy, komentarze i opinie. Treści, które inspirują do myślenia. Oglądaj, czytaj, słuchaj.
Kosmos
Naukowcy opublikowali nowe zdjęcia Słońca. Takich fotografii jeszcze nie było
Kosmos
Kosmiczne „czerwone potwory”. Astronomowie zaskoczeni odkryciem Teleskopu Webba
Kosmos
Kosmiczny zbieg okoliczności zmylił naukowców. Przełomowe ustalenia w sprawie Urana
Kosmos
Rekordowa czarna dziura. Nowo odkryty obiekt zachowuje się inaczej niż przewiduje teoria
Materiał Promocyjny
Klimat a portfele: Czy koszty transformacji zniechęcą Europejczyków?
Kosmos
„Bóg chaosu” coraz bliżej Ziemi. Naukowcy przewidują, co stanie się z asteroidą