Nezvyklé gravitační vlny GW190521 mohly vzniknout kolizí s primordiální černou dírou

Detekce gravitačních vln GW190521 láme vědcům hlavy. Tento signál indikující dočasné narušení časoprostoru totiž zřejmě pochází z kolize černých děr nezvyklé velikosti - střední. Takové objekty doposud nebyly pozorovány a nebylo ani zřejmé, zda skutečně existují. Podle nové studie mohla jedna z černých děr této kolize pocházet z počátků vesmíru.

Černá díra, ilustrace

Černá díra, ilustrace Na obrázku je znázorněna hmota rotující kolem černé díry.



Černé díry, kategorie

Černé díry jsou masivní kompaktní objekty s tak silnou gravitací, že z nich nedokáže uniknout ani světlo. To ale neznamená, že jsou všechny stejné. Vědci rozlišují tři (až pět) základních kategorií černých děr, které se od sebe liší svou hmotností i vznikem:
  • Černé díry hvězdné velikosti (kolapsary) - mají hmotnost jednotek až desítek Sluncí a vznikají při kolapsu masivní hvězdy. Proces, při kterém vzniká černá díra hvězdné velikosti se označuje jako hypernova a je doprovázena zábleskem gama záření.
  • Černé díry střední velikosti - dosahují hmotnosti mezi 100 a miliónem slunečních hmotností. Zřejmě nevznikají přímo z hvězd, ale spojením menších černých děr. Tato třída černých děr byla po dlouhou dobu pouze teoretická, protože se astronomům nepodařilo najít žádný konkrétní objekt, který by do této kategorie zapadal. První známou černou dírou střední velikosti se nakonec stal objekt objevený pomocí gravitačních vln (signál GW190521)
  • Supermasivní černé díry - nachází se v jádrech galaxií a mají miliony až miliardy hmotností Slunce. V jádru naš vlastní galaxie dřímá supermasivní černá díra Sagittarius A* s hmotností kolem 4 milionů Sluncí.
  • Ultramasivní černé díry (superobří černé díry) - další uvažovanou kategorií jsou ultramasivní černé díry, které mohou mít hmotnost 10 až 100 miliard Sluncí.
  • Neuvěřitelně velké černé díry (Stupendously LArge Black holeS, SLABS) - Nedávno přišli vědci s pátou kategorií černých děr, jejichž hmotnost přesahuje 100 miliard Sluncí.
Ze signálu gravitačních vln vědci dokáží zjistit hmotnost kolidujících objektů a také hmotnost toho výsledného. U GW190521 se podle nich srazily černé díry o hmotnostech 66 a 85 Sluncí. Zejména u většího z těchto objektů vědci nedokáží s jistotou říct, jak vzniknul.

Jednou z teorií je, že už tato černá díra vznikla kolizí jiných menších děr. Objevují se ale další alternativní vysvětlení, jako například kolize teoretických bosonových hvězd. Nejnověji se vědci pokusili pomocí simulací zjistit, zda by zachycený signál mohl odpovídat kolizi s primordiální černou dírou, tedy objektem, který pochází doslova z počátků vesmíru.

Vědci chtěli primárně zjistit, jaké vlastnosti by měla primordiální černá díra, která by vedla k detekovaným gravitačním vlnám, a zda by neodporovala známým fyzikálním zákonům. Podle výsledků simulace je skutečně možné, že by o takový objekt mohlo jít. Neznamená to nicméně důkaz jeho existence, pouze možnost, která zcela neodporuje našemu poznání vesmíru. 
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Další zprávy z kategorie Černé díry

Teleskop Hubble objevil dva páry kvazarů v dávném vesmíru, zřejmě pochází z kolidujících galaxií

9. 4. 2021 (novější než zobrazený článek)

Astronomové našli s pomocí vesmírného teleskopu Hubble dvě dvojice vzájemně blízkých kvazarů. Domnívají se, že tyto aktivní supermasivní černé díry pochází z galaxií, které pozorují v procesu jejich sloučení. Drtivá většina doposud pozorovaných kvazarů byla osamocená, podle odhadů se dvojité kvazary vyskytují pouze v jednom z tisíce případů.

celý článek

Event Horizon Telescope změřil magnetické pole supermasivní černé díry v galaxii M87

27. 3. 2021 (novější než zobrazený článek)

Event Horizon Telescope (EHT) zveřejnil nový pohled na supermasivní černou díru ve středu galaxie M87. Polarizované světlo z tohoto objektu ukazuje magnetické pole v těsné blízkosti černé díry. Studiem magnetismu v okolí černé díry mohou vědci zjistit nové informace o procesech, které vedou ke vzniku energetických proudů radiace, které se táhnou z jádra galaxie M87 tisíce světelných let daleko.

celý článek

Astronomům se podařilo najít první supermasivní černou díru, která se pohybuje uvnitř svojí mateřské galaxie

16. 3. 2021 (novější než zobrazený článek)

Supermasivní černé díry se nacházejí v jádru galaxií a pohybují se zároveň s nimi (nebo možná galaxie zároveň s černou dírou). V nové studii v magazínu Astrophysical Journal vědci popisují první případ supermasivní černé díry, která se pohybuje uvnitř své mateřské galaxie J0437+2456. Příčina tohoto neobvyklého pohybu zatím není zřejmá, jedno z možných vysvětlení je, že by mohlo jít o následek kolize supermasivních černých děr.

celý článek

Mapa více než 25 tisíců známých supermasivních černých děr

6. 3. 2021

Mezinárodní tým astronomů publikoval novou mapu s více než 25 tisíci supermasivními černými dírami. Astronomové ke svému studiu vesmíru využili 52 rádiových antén LOFAR umístěných v 9 evropských zemích. Supermasivní černé díry se nacházejí v jádrech většiny zkoumaných galaxií, každá tečka na této mapě tedy pochází z jiné galaxie.

celý článek

První objevená černá díra Cygnus X-1 je masivnější než se předpokládalo a rotuje téměř rychlostí světla

26. 2. 2021

Stelární černá díra Cygnus X-1 byla nově prozkoumána pomocí teleskopů ze sítě VLBA (Very Long Baseline Array). Z nových dat vědci usuzují, že se nachází dál a je o celou polovinu větší, než se doposud předpokládalo. Zároveň vypočítali, že rotuje rychlostí, která se blíží rychlosti světla. Cygnus X-1 se tak stává největší přímo pozorovanou stelární černou dírou s nejrychlejší známou rotací.

celý článek

Objev nejvzdálenějšího kvazaru: má obří supermasivní černou díru s větry dosahujícími až 20 % rychlosti světla

19. 1. 2021

Astronomové objevili nový kvazar s rudým posuvem 7,6 - to značí, že se jedná o nejvzdálenější (a nejstarší) takový známý objekt. V jádru tohoto kvazaru navíc dřímá obří supermasivní černá díra, takto velkou vědci v takto raném vesmíru nepředpokládali.

celý článek

Aktivita supermasivní černé díry by mohla stát za nízkým počtem červených obrů v jádru galaxie

5. 1. 2021

V blízkosti supermasivní černé díry v jádru Mléčné dráhy se nachází množství hvězd, překvapivě málo z nich jsou ale červení obři. Příčinou by mohla být aktivita samotné černé díry, která mohla některé velké hvězdy zbavit jejich horních vrstev. Nový výzkum vedený polským astrofyzikem Michalem Zajačekem byl publikován v magazínu Astrophysical Journal.

celý článek