Úžasná ilustrace ukazuje hvězdu pohlcenou supermasivní černou dírou

Pokud jde o přejídání, zdá se, že černé díry mohou být stejně špinavé jako některé malé děti.

Důvodem je to, že ohromující nová ilustrace ukazuje okamžik, kdy kosmický obr pohltil hvězdu a zanechal za sebou prsten prachu, který vypadá jako drobky ponechané na talíři.

Toto trhání nešťastné hvězdy produkuje to, čemu astronomové říkají „přílivová porucha“, což je doprovázeno radiačním výbuchem, který může měsíce nebo dokonce roky předčit kombinované světlo každé hvězdy v hostitelské galaxii černé díry.

Tato konkrétní černá díra, zachycená pomocí rentgenových paprsků vyzařovaných z přílivové turbulence známé jako J2150, je typem, který dlouho unikal pozorování-středně hmotná černá díra.

„Skutečnost, že jsme byli schopni zachytit tuto černou díru při pohlcování hvězdy, nabízí skvělou příležitost pozorovat to, co by jinak mohlo být neviditelné,“ řekla Ann Zablodoffová, spoluautorka článku a profesorka University of Arizona.

Nejen to, ale analýzou světlice jsme byli schopni lépe pochopit tuto nepolapitelnou třídu černých děr, která může být zodpovědná za většinu černých děr v centrech galaxií.

Znovu analyzováním rentgenových dat použitých k pozorování záře J2150 a jejich porovnáním se složitými teoretickými modely autoři ukazují, že záře skutečně pochází ze setkání mezi nešťastnou hvězdou a střední hmotou černé díry.

Průměrná daná černá díra má obzvláště nízkou hmotnost – ve srovnání s černou dírou, tj. – váží asi 10 000krát hmotnost Slunce.

Podle Sixianga Wena, postdoktorandského výzkumného pracovníka Steward Observatory na univerzitě v Arizoně, byl tým po měření jeho hmotnosti a rotace schopen klasifikovat jej jako střední černou díru.

V centrech velkých galaxií, které jsou hostitelem supermasivních černých děr, byly pozorovány desítky událostí přílivové poruchy a hrstka byla pozorována v centrech malých galaxií, které mohou obsahovat přechodné černé díry.

Předchozí data však nebyla dostatečně podrobná, aby dokázala, že jednotlivé vzplanutí přílivové turbulence bylo poháněno mezilehlou černou dírou.

Spoluautor studie Nicholas Stone, odborný asistent na Hebrejské univerzitě, řekl: „ Díky nedávným astronomickým pozorováním víme, že centra téměř všech galaxií, která jsou podobná nebo dokonce větší než naše Mléčná dráha, hostí supermasivní černé díry. Jeruzalém.

Tyto obří planety mají velikost od 1 milionu do 10 miliardkrát větší než hmotnost našeho Slunce a stávají se mocnými zdroji elektromagnetického záření, když do jejich blízkosti dopadne příliš mnoho mezihvězdného plynu.

Hmotnost těchto černých děr úzce souvisí s celkovou hmotností jejich hostitelských galaxií, takže největší galaxie hostí největší supermasivní černé díry.

„Víme stále velmi málo o přítomnosti černých děr v centrech galaxií menších než Mléčná dráha,“ řekl spoluautor Peter Juncker z Radboud University v Nizozemsku.

Kvůli pozorovacím omezením je obtížné detekovat centrální černé díry mnohem menší než 1 milion hmotností Slunce.

Navzdory údajnému množství černých děr zůstává původ supermasivních černých děr neznámý.

Jedna teorie však říká, že semena, ze kterých vyrůstají supermasivní černé díry, by mohla být středně hmotná černá díra.

„Pokud získáme lepší přehled o tom, kolik středních černých děr v dobré víře existuje, může to pomoci určit správné teorie pro vznik supermasivních černých děr,“ dodal Juncker.

Měření rotace J2150 je také důležité, protože obsahuje stopy, jak černé díry rostou.

Zablodov vysvětlil, že tato hra se točí tak rychle, ale ne tak rychle, jak je to jen možné, což vyvolává otázku, jak se nakonec točila v takovém rozsahu.

„Je možné, že se černá díra vytvořila tímto způsobem a od té doby se příliš nezměnila, nebo že se dvě černé díry se střední hmotou nedávno spojily a vytvořily tuto díru,“ řekla.

Víme, že rotace, kterou jsme změřili, vylučuje scénáře, ve kterých černá díra roste dlouho z plynule přijímajícího plynu nebo z mnoha rychlých občerstvení, která přicházejí z náhodných směrů.

Měření spinu navíc umožňuje astrofyzikům testovat hypotézy o povaze temné hmoty, o které se věří, že tvoří většinu hmoty ve vesmíru.

Temná hmota může sestávat z neznámých elementárních částic, které ještě nebyly v laboratorních experimentech pozorovány. Mezi kandidáty jsou hypotetické částice známé jako lehké bosony, řekl Stone.

„Pokud by tyto částice byly přítomny a měly by hmoty v určitém rozmezí, zabránilo by to rychlému točení středně velké černé díry,“ řekl.

Černá díra J2150 se však rychle točí. Naše měření spinu proto vylučuje širokou třídu teorií velmi lehkých bosonů a odhaluje hodnotu černých děr jako mimozemské laboratoře fyziky částic.

V budoucnosti mohou nová pozorování přílivových turbulencí umožnit astronomům vyplnit prázdná místa o rozložení určitých typů černých děr.

Očekává se, že nové teleskopy, jak na Zemi, tak ve vesmíru, budou každoročně detekovat tisíce událostí přílivové poruchy.

„Pokud se ukáže, že většina trpasličích galaxií obsahuje černé díry se střední hmotností, budou dominovat rychlosti hvězdného přílivového narušení,“ řekl Stone.

„Vložením rentgenové emise z těchto světlic do teoretických modelů můžeme provést sčítání populace středně hmotných černých děr ve vesmíru,“ dodal Wen.