Pláč umírajících hvězd. Jak vypadá pohlcení hvězdy supermasivní černou dírou?

Černé díry neznají bratra. Cokoli pohltí, nemá žádnou šanci. Podívejte se, jak vypadá poslední výkřik umírající hvězdy

Pláč umírajících hvězd. Jak vypadá pohlcení hvězdy supermasivní černou dírou?

Vesmír je jedno velké divadlo, ve kterém je rozehraná grandiózní tragédie plná fascinujících efektů. Každá správná tragédie má hlavního zlosyna. V případě vesmíru jsou těmi nejzáludnějšími a nejzákeřnějšími zlosyny černé díry všech velikostí. Skrývají se v temnotě vesmíru a ve chvíli, kdy něco polapí, už to nepustí. Co je nejhorší, nikdy je nemůžete ‘zabít’. Následující tragédie je tragédie posledního výkřiku vzdálené hvězdy.

Osm největších astrofyzikálních záhad současnosti

Vítejte na scéně

 28. březen 2011, souhvězdí Draka, které se poklidně obtáčí kolem severního pólu. Pro lidské oko harmonická neměnná oblast oblohy, pro rentgenovou/gama družici Swift místo nebývalého ruchu.

Nenadálý výbuch energie, známý také jako výtrysk záření gama, označený GRB 110328A (GRB označuje Gamma Ray Burst, záblesk záření gama; 11 označuje rok, 03 měsíc a 28 den, písmeno A značí, že jde o první gama záblesk toho dne), se objevil na souřadnicích 16h 44m 49,97a +57° 34′ 59,7″, ve vzdálenosti 3,8 miliard světelných let. Normální gama záblesk trvá poměrně krátkou dobu, ale tento byl výjimečně dlouhý, podezřelý už od prvního pozorování. 

Černé díry: Extrémní podmínky uvnitř nich jsou stále záhadou. Brzy se to však změní

Hlavní podezřelý

Chování gama záblesku neodpovídalo ničemu, co bylo dříve pozorováno, takže začalo být jasné, že jde o jiný druh objektu. Jaké jsou jiné energetické objekty, které by mohly být zodpovědné za tak energetické záření? Aktivní jádra galaxií (Active Galactic Nucleus; AGN) čili supermasivní černé díry. Kde je háček? V tom, že oblast oblohy, ve které se náhlé rentgenové zjasnění odehrálo, byla doposud v rentgenovém záření temná. Co se zde mohlo stát? Pravděpodobně doposud klidná supermasivní černá díra pohltila hvězdu, která se dostala příliš blízko.

Anatomie tragédie

Hvězda pohybující se galaxií se dostala do blízkosti supermasivní černé díry, kde začala pracovat její ohromná gravitace (mluvíme o hmotnosti černé díry čítající několik miliónů hmotností Slunce). Projevily se slapové síly, které inkriminovanou hvězdu doslova začaly trhat.

Nejdřív byla zbavena veškerého plynu, který začal po spirále padat na černou díru. Onen pád po spirále je poměrně dlouhý proces, plyn utvořil velmi horký disk okolo černé díry. Ta oblast disku, která je nejblíže černé díře, se velmi rychle zahřeje na vysoké teploty a začne vysílat rentgenové záření. Zároveň se zatím neznámým procesem zažehne energetický výtrysk (jet), který je silně kolimovaný a dominovaný vysokoenergetickým zářením. Jet vyvrhne hmotu rychlostí přesahující 90 % rychlosti světla. A my jsme měli takové štěstí, že jet byl namířen k Zemi tak, že jsme jej mohli pozorovat.

Podívejte se na vizualizaci události:

(Zdroj NASA/Goddard Space Flight Center/CI Lab.)

Tragédie pod drobnohledem

Jakmile bylo vysloveno podezření, že se nejedná o tradiční gama záblesk, začalo kontinuální pozorování objektu rentgenovými dalekohledy XMM (Newton a Suzaku). Jako pozorovatelé máme nebývalé štěstí, protože kombinace jetu mířícího skoro přesně na nás a obrovské rychlosti vyvrhnuté hmoty, ‘trpící’ na relativistické efekty, nám umožňuje pozorovat poslední okamžiky života nešťastné umírající hvězdy v detailu.

V signálu je totiž možné rozpoznat takzvané kvaziperiodické oscilace, které vznikají v posledním místě plynného disku, který se ještě nenávratně neřítí na černou díru (nejvnitřnější stabilní kruhová dráha - ISCO - Innermost Stable Circular Orbit). Normálně by takový efekt bylo obtížné pozorovat, ale správné namíření a relativita nám pozorování dovolují. Perioda byla určena na 3,5 minuty, frekvence na 5 mHz (kdybychom mohli slyšet tak nízké frekvence, zněl by nám pláč hvězdy jako křížkované D), což znamená, že poslední stabilní kruhová dráha je od černé díry vzdálena 4–9,3 miliónů kilometrů, konkrétní hodnota závisí na rychlosti rotace černé díry. To je jen zhruba čtyřikrát dál, než je Země vzdálena od Slunce.

 

Umírá vniveč?

Z tragédie o sérii tříapůlminutových dějství, kdy je hvězda trhána na kusy supermasivní černou dírou se můžeme dozvědět hodně o relativistických efektech v blízkosti velmi hmotného objektu. Relativita předpovídá, že rotující masivní objekty kolem sebe do jisté míry strhávají časoprostor. Jedná se o takzvaná Lenseův-Thirringův efekt, který je vlastně korekcí precese (pohyb osy; lze pozorovat třeba když roztočíme dětskou káču) gyroskopu v blízkosti hmotného objektu. Kvaziperiodické změny jsou v podstatě jediné, které nám umožňují tento efekt pozorovat, neboť kdekoliv jinde jsou takové změny příliš malé.

 

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT: 

Související články

Jsme na Facebooku

Večer v TV

Celý program

Přihlášení k odběru newsletteru

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru a neuniknou vám žádné novinky z webu i časopisu National Geographic.