10 најчуднијих ствари које смо научили о црним рупама 2021

Научници који проучавају црне рупе могу бити сигурни да ће из године у годину долазити до спектакуларних открића. 2021. није била изузетак, са много узбудљивих нових резултата у вези са овим чудним гравитационим чудовиштима. Данас ћемо размотрити најузбудљивије откриће црне рупе ове године и како оне унапређују наше разумевање универзума.

Најбрже ротирајућа црна рупа

Чак и најпроучаваније црне рупе могу изненадити. У фебруару су физичари ревидирали своје процене својстава космичког чудовишта у срцу система Лабуд Икс-1, који је такође био прва црна рупа за коју је потврђено да постоји. Утврђено је да је црна рупа Цигнус Кс-1, први пут откривена пре скоро 60 година, 50% масивнија него што се раније мислило, 21 пута већа од масе Сунца и да кружи веома близу брзине светлости, постављајући нови рекорд за црне рупе.

Црна рупа у Цигнус Кс-1 удаљена је око 7200 светлосних година и полако прождире своју плаву суперџиновску звезду пратиоца, дајући истраживачима нови увид у такве процесе.

Прочитајте такође: Колико црних рупа у свемиру?

Спагхеттифиед звезда

Када се звезда превише приближи ивици црне рупе, гравитационе силе је растављају на дугачке нити које се увлаче у уста црне рупе. Овај процес, познат као "шпагетификација", производи светлост док се звездани материјал загрева кроз трење, омогућавајући астрономима да ухвате овај застрашујући чин у свој својој слави. У мају су истраживачи први пут приметили звезду коју је на овај начин згњечила и апсорбовала црна рупа тешка 30 милиона пута већа од масе Сунца и која се налази у центру галаксије 750 милиона светлосних година од Земље.

Поред прикупљања важних података о шпагетифакцији, запажања су помогла научницима да направе невероватну визуализацију апсорпције звезде.

Опширније: Астрономи први пут открили последице "шпагетификације" звезде црном рупом

ЛИГО доказује да је Хокинг у праву

У јуну, истраживачи на Гравитационо-таласној опсерваторији за ласерски интерферометар (ЛИГО) посматрали су две супермасивне црне рупе како се спајају у једну и анализирали таласање у ткиву простор-времена, названо гравитациони таласи, узроковано црним рупама које се крећу великом брзином.

Открили су да је површина резултирајуће црне рупе већа од површине прве две заједно. Поред добијања изненађујућих података, резултати студије помажу да се докаже претпоставка британског астрофизичара Стивена Хокинга из 1971. године, позната као теорема о површини црне рупе. Теорема каже да површина црне рупе не може да се смањи са временом, што је закон који је извео Хокинг користећи Ајнштајнову теорију опште релативности. А такође и његово разумевање ентропије. Иако су резултати истраживања били победа за Хокинга, оставили су физичаре збуњеним. Према квантној механици, црне рупе треба да се скупљају и испаравају, тако да није јасно како то помирити са Хокинговим законом да њихова површина увек треба да се повећава.

Такође занимљиво: Научници су смислили како да слушају гравитационе таласе Великог праска

Спајање црне рупе и неутронске звезде

У јуну, истраживачи који раде са ЛИГО-ом објавили су да су по први пут били сигурни да су видели црне рупе како се спајају у компактна тела названа неутронске звезде. Заједно са црним рупама, неутронске звезде су један могући крајњи резултат смрти масивне звезде, када звезда експлодира као супернова и оставља за собом остатке. Иако је ЛИГО раније видео наговештаје потенцијалних спајања црних рупа и неутронских звезда, само ове године два сигнала су убедљиво доказала да се таква спајања дешавају.

Оба сигнала су откривена у јануару 2020, у размаку од око 10 дана. У првом случају, црна рупа са масом шест пута већом од Сунчеве апсорбовала је неутронску звезду са масом један и по пута већом од Сунчеве, ау другом, црна рупа са масом девет пута већом од масе Сунца. Сунце и неутронска звезда чија је маса двоструко већа од Сунчеве.

Препорука уредника: Астрофизичари су први пут пратили спајање неутронских звезда и црних рупа

Ране црне рупе изазивају олује

Скоро свака позната галаксија има супермасивну црну рупу у свом центру, што указује на блиску везу између два космичка објекта. Али научници још увек не разумеју како црна рупа утиче на свог галактичког домаћина. Студија објављена у јуну показала је да ветар велике брзине дува из галаксије старе 13 милијарди година, старе скоро колико и сам универзум. Ово је најранији откривени пример галактичког ветра који избија из супермасивних црних рупа док упијају околни гас и прашину.

Такође, снажни ветрови, који се крећу брзином од око 1,8 милиона км/х, крећу се довољно брзо да разнесу материјал по галаксији и вероватно ометају формирање звезда. Ово сугерише да галаксије и њихове црне рупе имају древну и веома блиску везу.

Прочитајте такође: Научници су открили рендгенско зрачење изван хоризонта догађаја црне рупе

Светлосни одјеци доказују да је Ајнштајн у праву

Стивен Хокинг није био једини који је ове године освојио црне рупе. У јулу, астрономи су снимили рендгенске зраке који су излазили из супермасивне црне рупе у центру спиралне галаксије Звики, која је удаљена 1,8 милијарди светлосних година. Не само да су истраживачи открили светлост која долази са предње стране црне рупе, већ су успели да пронађу и чудне одјеке светлости које у почетку нису могли да открију.

Чинило се да долазе са задње стране црне рупе, што значи да је џиновски ентитет толико искривио ткиво простор-времена да се светлост повлачила са једне стране црне рупе на другу. Овај процес тачно одговара ономе што би се очекивало од Ајнштајнове опште теорије релативности, али још увек није коначно откривен.

Ванземаљци могу да искористе моћ црне рупе

Научници се не плаше да праве претпоставке све док се оне заснивају на релевантним подацима. У августу је група астронома на Тајвану сугерисала да би технолошки ванземаљци могли да сакупљају енергију из црних рупа користећи хипотетичке мегаструктуре познате као Дајсонове сфере које окружују звезду. Иако се црне рупе сматрају тамним, оне емитују велике количине енергије јер се хране околним материјалом, који се загрева и емитује као светлост.

Астрономи су се питали да ли ванземаљска врста може поставити орбиталне платформе прекривене нечим попут соларних панела око црне рупе да апсорбује њене енергетске експлозије. Пошто су црне рупе мање од звезда, то би омогућило ванземаљцима да уштеде на грађевинским материјалима и потенцијално им омогућило да складиште невероватне количине енергије.

Детаљније:  Шта је Дајсонова сфера и зашто је нисмо направили?

Лутајуће црне рупе могу се населити у нашој галаксији

Око 12 супермасивних, невидљивих црних рупа можда вреба на периферији Млечног пута. До овог закључка дошло се у августу, када су истраживачи објавили резултате нове симулације судара галаксија. Током таквих масовних догађаја, гравитационе силе могу изазвати да супермасивне црне рупе, тешке милионе или милијарде пута више од Сунца, лете и лутају дубинама свемира.

Неки од њих би се на крају могли настанити у ореолима галаксија попут наше, а галаксија величине Млечног пута у просеку има око 12 галаксија. Астрономи се надају да ће схватити како да потраже ове изгубљене дивове како би потврдили тачност њихових симулација.

Прочитајте такође: Откривена је црна рупа у звезданом јату изван наше галаксије

Откривен је најближи пар црних рупа

У децембру су телескопи забележили доказе о постојању најближег пара црних рупа нашој планети, које круже једна око друге на удаљености од око 89 милиона светлосних година од Земље у сазвежђу Водолије. Претходни рекордни пар црних рупа је пет пута удаљенији од овог, што значи да научници имају прилику да такве системе проучавају детаљније него раније. Оба члана двојца су дизачи тегова - већи има масу од скоро 154 милиона Сунаца, а мањи је 6,3 милиона пута масивнији од наше звезде.

Оне круже једна око друге на удаљености од само 1600 светлосних година – што је ситница по космичким стандардима и још један рекорд који указује да ће се за 250 милиона година спојити у једну џиновску црну рупу.

Опширније: Веома велики телескоп открио је најближи пар супермасивних црних рупа

Црна рупа превелика за своју галаксију

Чини се да мала галаксија која кружи око наше, удаљена око 820 светлосних година, садржи нешто чудно. Патуљаста галаксија Лав И, која је 50 пута мања од Млечног пута, има супермасиву црну рупу која има скоро исту масу као црна рупа у центру Млечног пута. Астрономи се питају како је тако велика црна рупа завршила у тако малој галаксији.

„Не постоји објашњење за постојање ове врсте црне рупе у патуљастим сфероидним галаксијама“, рекла је Марија Хозе Бустаманте, дипломирани студент астрономије на Универзитету Тексас у Остину. Мораћемо да сачекамо наредних неколико година да бисмо разумели шта то тачно значи за еволуцију црних рупа и галаксија.

Прочитајте такође:

• Да ли су црне рупе настале непосредно након Великог праска?
• Веома велики телескоп открио је најближи пар супермасивних црних рупа