Jak umírají hvězdy v černých dírách?
31.5.2017, Jan Vítek, aktualita
Astrofyzikové z amerických univerzit se zaměřili na to, jakým způsobem umírají hvězdy vtažené supermasivními černými děrami. Narazí snad do pevného povrchu, nebo prostě najednou tiše zmizí za horizontem událostí?
Nejde pouze o souboj myšlenek týkající se konce hvězd v supermasivních černých dírách, ale také o souboj původní obecné relativity a modernější modifikované verze této teorie. Astronomové a astrofyzikové nyní našli způsob, jak se lépe podívat na to, co se děje u horizontu událostí supermasivních černých děr, které se nachází uprostřed většiny galaxií. Dle jejich zjištění by měla být teorie obecné relativity dále platná.
- umělcova představa o konci hvězdy v černé díře -
Supermasivní černé díry mohou mít hmotnost milionů i miliard Sluncí. Dle obecné relativity objekty o určité hmotnosti nemohou ve své konvenční podobě přežít, neboť to nedokáže žádná známá síla, kvůli čemuž nakonec zkolabují do singularity bez fyzického povrchu, které jsou obklopeny horizontem událostí. Ten se tak chová jako membrána, která stejně jako peklo co už schvátí, to nenavrátí, což platí i pro světlo. Z tohoto důvodu je poněkud problematické černé díry studovat.
Astronomové si zkusili ověřit případ, že by obecná teorie relativity neříkala o černých dírách pravdu. Co kdyby nešlo o singularitu, čili materiál zhroucený do jednoho bodu? Pak by musel mít i horizont událostí jiné vlastnosti a namísto polopropustné membrány by mohlo jít i o pevný objekt, o jehož povrch by se hvězdy a jiné objekty prostě rozbily podobně jako asteroidy o planetu. Právě to by vytvořilo viditelné efekty, jak by se hvězdy rozbíjely o povrch a jejich zářivý materiál obklopil horizont událostí po dlouhé měsíce i roky.
Tyto soupeřící teorie byly podrobeny zkoumání pomocí 1,8metrového teleskou Pan-STARRS na Havaji, a to po dobu 3,5 let. Skupina astronomů vypočítala, kolik hvězd by asi tak mohlo v blízkém vesmíru za dané období skončit v supermasivních černých dírách a pak své výpočty srovnávali s jejich pozorováním, zda nezaznamenají známky toho, že se o jejich horizont událostí tyto hvězdy rozbíjí. Tyto výpočty určily, že by mělo být zaznamenáno alespoň 10 takových případů, ale neobjevil se ani jeden.
Nejde pochopitelně o studii, která by nám opravdu osvětlila charakter černých děr a jejich horizontů událostí, však ani Pan-STARRS není zařízení, které by se k tomu hodilo nejlépe. Jak astronomové přiznávají, jejich úkolem bylo spíše to, aby posunuli bádání v této oblasti dopředu a přitom zkusili, zda náhodou neobjeví nějaký důkaz. Aktuálně je nejslibnější projekt Event Horizon Telescope, který se skládá z více observatoří a měl by nám poskytnout pohled na opravdu velice blízké okolí Sagittaria A*, supermasivní černé díry uprostřed naší galaxie. Ten se na ni podíval už letos v dubnu, ale získaná data jsou stále zpracovávána.
Studie využívající teleskopu Pan-STARRS tak naznačuje, že černé díry se opravdu chovají dle původní obecné teorie relativity a hvězdy, nebo spíše jejich gravitací roztrhaná těla, v krátké době prostě mizí za horizontem událostí.
Zdroj: Astronomy
- umělcova představa o konci hvězdy v černé díře -
Supermasivní černé díry mohou mít hmotnost milionů i miliard Sluncí. Dle obecné relativity objekty o určité hmotnosti nemohou ve své konvenční podobě přežít, neboť to nedokáže žádná známá síla, kvůli čemuž nakonec zkolabují do singularity bez fyzického povrchu, které jsou obklopeny horizontem událostí. Ten se tak chová jako membrána, která stejně jako peklo co už schvátí, to nenavrátí, což platí i pro světlo. Z tohoto důvodu je poněkud problematické černé díry studovat.
Astronomové si zkusili ověřit případ, že by obecná teorie relativity neříkala o černých dírách pravdu. Co kdyby nešlo o singularitu, čili materiál zhroucený do jednoho bodu? Pak by musel mít i horizont událostí jiné vlastnosti a namísto polopropustné membrány by mohlo jít i o pevný objekt, o jehož povrch by se hvězdy a jiné objekty prostě rozbily podobně jako asteroidy o planetu. Právě to by vytvořilo viditelné efekty, jak by se hvězdy rozbíjely o povrch a jejich zářivý materiál obklopil horizont událostí po dlouhé měsíce i roky.
Tyto soupeřící teorie byly podrobeny zkoumání pomocí 1,8metrového teleskou Pan-STARRS na Havaji, a to po dobu 3,5 let. Skupina astronomů vypočítala, kolik hvězd by asi tak mohlo v blízkém vesmíru za dané období skončit v supermasivních černých dírách a pak své výpočty srovnávali s jejich pozorováním, zda nezaznamenají známky toho, že se o jejich horizont událostí tyto hvězdy rozbíjí. Tyto výpočty určily, že by mělo být zaznamenáno alespoň 10 takových případů, ale neobjevil se ani jeden.
Nejde pochopitelně o studii, která by nám opravdu osvětlila charakter černých děr a jejich horizontů událostí, však ani Pan-STARRS není zařízení, které by se k tomu hodilo nejlépe. Jak astronomové přiznávají, jejich úkolem bylo spíše to, aby posunuli bádání v této oblasti dopředu a přitom zkusili, zda náhodou neobjeví nějaký důkaz. Aktuálně je nejslibnější projekt Event Horizon Telescope, který se skládá z více observatoří a měl by nám poskytnout pohled na opravdu velice blízké okolí Sagittaria A*, supermasivní černé díry uprostřed naší galaxie. Ten se na ni podíval už letos v dubnu, ale získaná data jsou stále zpracovávána.
Studie využívající teleskopu Pan-STARRS tak naznačuje, že černé díry se opravdu chovají dle původní obecné teorie relativity a hvězdy, nebo spíše jejich gravitací roztrhaná těla, v krátké době prostě mizí za horizontem událostí.
Zdroj: Astronomy
