Astronomové odhadují, že kolem hvězd v naší galaxii se pohybuje kolem 100 milionů černých děr, ale zatím neidentifikovali jedinou černou díru. Po šesti letech pečlivého pozorování však Hubbleův vesmírný dalekohled poskytl první přímý důkaz o osamocené černé díře unášené mezihvězdným prostorem přesným měřením hmotnosti fantomového objektu. Jde o a černá díra v Mléčné dráze.
V tomto článku vám povíme o charakteristikách, původu a mnohem více o černé díře v Mléčné dráze.
co je černá díra
Nejprve musíte dobře vědět, co je černá díra, protože o ní existuje mnoho mýtů. Černá díra je astronomický jev, který vzniká, když se hmotná hvězda zhroutí pod vlivem vlastní gravitace. čímž vznikla oblast vesmíru s neuvěřitelně vysokou hustotou a extrémně silnou gravitací. Za těchto podmínek je hmota stlačena takovým způsobem, že se její objem sníží prakticky na nulu, čímž vznikne singularita, bod nekonečné hustoty ve středu černé díry.
Charakteristickým rysem černé díry je její horizont událostí, což je pomyslná hranice kolem ní, za kterou nemůže uniknout ani světlo, ani nic jiného. To znamená, že jakýkoli objekt, který překročí tuto hranici, bude beznadějně uvězněn uvnitř černé díry, což bude vypadat jako „díra“ ve vesmíru.
Černé díry nejsou přímo viditelné, protože nevyzařují světlo, ale jejich přítomnost lze odvodit z jejich účinků na okolní hmotu.
Černá díra v Mléčné dráze
Dosud byly všechny hmotnosti černých děr odvozeny statisticky nebo prostřednictvím interakcí v binárních hvězdných systémech nebo galaktických jádrech, což z toho činí velmi zvláštní objev.
Nově objevená temná černá díra leží asi 5.000 světelných let daleko ve spirálním rameni Carina-Sagittarius galaxie Mléčná dráha. Jejich zjištění však astronomům umožnila odhadnout, že nejbližší izolovaná černá díra o hvězdné hmotnosti k Zemi může být vzdálena pouhých 80 světelných let, což je relativně blízko vzhledem k tomu, že nejbližší hvězda naší sluneční soustavy, Proxima Centauri, právě skončila. 4 světelné roky daleko. Černé díry o hvězdné hmotnosti se často setkávají s doprovodnými hvězdami, díky čemuž je tato hvězda neobvyklá.
Černé díry v Mléčné dráze se rodí ze vzácných obřích hvězd o hmotnosti nejméně 20krát větší než je Slunce, které tvoří méně než jednu tisícinu z celkového počtu hvězd v Mléčné dráze. Tyto hvězdy explodují jako supernovy, jejichž jádra jsou rozdrcena gravitací a stávají se černými dírami. Protože samoexploze není dokonale symetrická, tato černá díra by mohla odstartovat a vystřelit přes naši galaxii a stát se tak putující černou dírou.
Detekce černých děr
Dalekohledy nemohou vyfotografovat svéhlavou černou díru, protože nevyzařuje žádné světlo. Černá díra však deformuje prostor, který pak ohýbá a zesiluje světlo z hvězdy nebo čehokoli, co je dočasně za ní.
Aby bylo možné detekovat černé díry, pozemské dalekohledy monitorují jas milionů hvězd v bohatých hvězdných polích a ve směru centrálního vyboulení Mléčné dráhy a hledají náhlé výrazné zjasnění, které odhalí masivní černé díry. Předměty procházejí mezi námi a hvězdami.
Zkreslení prostoru způsobené gravitační přitažlivostí objektu v popředí procházejícího před vzdálenou hvězdou dočasně ohýbá a zesiluje světlo z hvězdy v pozadí, když prochází před ní. Astronomové využívají tento jev, nazývaný gravitační mikročočka, ke studiu hvězd a exoplanet. Ale podpis černé díry v popředí je jedinečný mezi ostatními mikročočkami.
Silná gravitace černé díry prodlouží dobu působení čočky o více než 200 dní. Také, pokud je mezilehlým objektem hvězda v popředí, může to způsobit krátký barevný posun v měřeném světle hvězd, protože světlo z hvězd v popředí a pozadí se dočasně mísí. Během gravitačních mikročoček však nebyly pozorovány žádné barevné změny.
Hubble byl poté použit k měření hmotnosti, vzdálenosti a rychlosti černé díry. To vedlo tým Kailash Sahu z Space Telescope Science Institute v Baltimoru v Marylandu k odhadu jeho hmotnosti na přibližně sedm hmotností Slunce.
Alternativní vysvětlení černé díry v Mléčné dráze
Jiný tým astronomů vedený Casey Lamem z Kalifornské univerzity v Berkeley, který jev také studoval, ohlásil o něco nižší měření jeho hmotnosti, což znamená, že objektem by mohla být černá díra nebo neutronová hvězda. takže ano, dělají. Nevylučuji ani druhou možnost.
Proto to odhadují hmotnost neviditelného kompaktního objektu je mezi 1,6 a 4,4 násobkem hmotnosti Slunce. Na horním konci rozsahu bude objektem černá díra; na horním konci rozsahu bude objektem černá díra; na horním konci rozsahu bude objektem černá díra. Na spodním konci by to byla neutronová hvězda.
Přestože se naší galaxií pohybuje odhadem 100 milionů izolovaných černých děr, pro astronomy z HST je nalezení sebemenšího náznaku jedné takové jako hledání jehly v kupce sena.
„Jakkoli chceme říci, že je to rozhodně černá díra, musíme zvážit všechny možnosti. Patří sem i méně hmotné černé díry a možná i neutronové hvězdy,“ vysvětlila Jessica Lu z týmu Berkeley. "Ale ať je to cokoliv, tento objekt je prvním pozůstatkem temné hvězdy nalezeným v Mléčné dráze bez společnosti jiné hvězdydodal Ram.
Získání měření bylo pro oba týmy obtížným úkolem, protože další velmi jasná hvězda byla velmi blízko pozorovaného objektu. "Je to jako změřit drobné pohyby světlušky vedle jasné žárovky," řekl Sahu. "Museli jsme opatrně odečíst světlo od blízkých jasných hvězd, abychom přesně změřili odchylku od slabého zdroje."
Sahuův tým to odhaduje izolovaná černá díra cestuje Mléčnou dráhou rychlostí 100.000 XNUMX mil za hodinudostatečně rychle na to, aby cestovalo ze Země na Měsíc za méně než tři hodiny. To je rychlejší než většina ostatních blízkých hvězd v této oblasti naší galaxie.
Doufám, že s těmito informacemi se můžete dozvědět více o černé díře v Mléčné dráze objevené její vlastnosti.