Kosmos jest pełen niespodzianek i tajemnic. Jedną z nich okazała się niewidzialna czarna dziura, która właśnie została odkryta przez naukowców. Czy to oznacza, że coś zagraża naszemu istnieniu?
Zobacz także: Niesamowity trailer Lord of the Rings: The Rings of Power – to trzeba obejrzeć!
Czarne dziury to nietypowe zjawiska
Pierwszy w historii obraz czarnej dziury zobaczyliśmy w 2019 roku, dzięki materiałowi świecącemu w jej obecności. Ale wiele czarnych dziur jest w rzeczywistości prawie niemożliwych do wykrycia.
Obecnie inny zespół naukowców korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a znalazł coś, czego nikt wcześniej nie widział: czarną dziurę, która jest całkowicie niewidoczna. Badania, które zostały opublikowane w Internecie i przesłane do publikacji w Astrophysical Journal, nie zostały jeszcze zrecenzowane.
Czarne dziury są tym, co pozostaje po śmierci dużych gwiazd i zapadnięciu się ich jądra. Są niesamowicie gęste, a grawitacja jest tak silna, że nic nie jest w stanie poruszać się wystarczająco szybko, aby im uciec, w tym światło.
Astronomowie chętnie badają czarne dziury, ponieważ mogą nam wiele powiedzieć o sposobach umierania gwiazd. Mierząc ich masy, możemy dowiedzieć się, co działo się w ostatnich chwilach gwiazd, kiedy ich jądra zapadały się, a zewnętrzne warstwy były wyrzucane.
Może się wydawać, że czarne dziury są z definicji niewidzialne — w końcu zasłużyły na swoją nazwę dzięki swojej zdolności do zatrzymywania światła. Ale nadal możemy je wykryć dzięki ich interakcji z innymi obiektami dzięki ich silnej grawitacji.
Istnieją dwa różne podejścia do takiego wykrywania. W „podwójnych gwiazdach rentgenowskich” — w których gwiazda i czarna dziura krążą wokół wspólnego centrum, wytwarzając promieniowanie rentgenowskie — pole grawitacyjne czarnej dziury może wyciągnąć materię z jej towarzysza. Materiał okrąża czarną dziurę, nagrzewając się przy tym przez tarcie.
Gorący materiał świeci jasno w świetle rentgenowskim, dzięki czemu czarna dziura jest widoczna, zanim zostanie wciągnięty do czarnej dziury i zniknie. Można również wykryć pary czarnych dziur, które łączą się ze sobą, poruszając się spiralnie do wewnątrz i emitując krótki błysk fal grawitacyjnych, które są zmarszczkami w czasoprzestrzeni.
Istnieje jednak wiele samotnych czarnych dziur, które dryfują w przestrzeni kosmicznej bez interakcji z niczym — co utrudnia ich wykrycie. To problem, ponieważ jeśli nie możemy wykryć izolowanych czarnych dziur, to nie możemy dowiedzieć się, jak powstały i jak umierają gwiazdy, z których pochodzą.
Niewidzialna czarna dziura
Aby odkryć niewidzialną czarną dziurę, zespół naukowców musiał połączyć dwa różne typy obserwacji na przestrzeni kilku lat. To imponujące osiągnięcie obiecuje nowy sposób znajdowania wcześniej nieuchwytnej klasy izolowanych czarnych dziur.
Ogólna teoria względności Einsteina przewidziała, że masywne obiekty będą zakrzywiać światło podczas przechodzenia obok nich. Oznacza to, że każde światło przechodzące bardzo blisko niewidzialnej czarnej dziury – ale nie na tyle blisko, by trafić do niej – zostanie zagięte w podobny sposób, jak światło przechodzące przez soczewkę.
Nazywa się to soczewkowaniem grawitacyjnym i można je zauważyć, gdy obiekt na pierwszym planie zrówna się z obiektem tła, załamując jego światło. Metoda została już wykorzystana do badania wszystkiego, od gromad galaktyk po planety wokół innych gwiazd.
Autorzy nowych badań połączyli dwa rodzaje obserwacji soczewkowania grawitacyjnego w swoich poszukiwaniach czarnych dziur. Zaczęło się od tego, że dostrzegli światło odległej gwiazdy, nagle powiększone, na krótko sprawiając, że wydawało się jaśniejsze, zanim wróciło do normy.
Nie widzieli jednak żadnego obiektu na pierwszym planie, który powodował powiększenie poprzez proces soczewkowania grawitacyjnego. Sugerowało to, że obiekt może być samotną czarną dziurą, czego nigdy wcześniej nie widziano. Problem polegał na tym, że mogła to być również słaba gwiazda.
Ustalenie, czy była to czarna dziura, czy słaba gwiazda, wymagało dużo pracy i właśnie tam pojawił się drugi rodzaj obserwacji soczewkowania grawitacyjnego. Autorzy wielokrotnie robili zdjęcia za pomocą Hubble’a przez sześć lat, mierząc, jak daleko gwiazda wydawała się poruszać, ponieważ jej światło zostało odbite.
W końcu pozwoliło im to obliczyć masę i odległość obiektu, który spowodował efekt soczewkowania. Odkryli, że jest to masa około siedem razy większa od masy naszego Słońca, znajdującego się około 5000 lat świetlnych od nas, ale w rzeczywistości jest stosunkowo blisko. Gwiazda tej wielkości i tak bliska powinna być dla nas widoczna. Ponieważ jej nie widzą, doszli do wniosku, że musi to być odizolowana czarna dziura. Póki co nie widać żadnego zagrożenia dla Układu Słonecznego.
Źródło: inverse