Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Centralna czarna dziura Drogi Mlecznej nagle zwiększyła jasność

Recommended Posts

Czarna dziura, która znajduje się w centrum naszej galaktyki, w ciągu zaledwie dwóch godzin zwiększyła swoją jasność 75-krotnie. Naukowcy sądzą, że Sagittarius A* była jeszcze jaśniejsza, nim zaczęli się jej przyglądać. Jeszcze nigdy w historii 20-letnich obserwacji nie zanotowano tak dużej jasności tej czarnej dziury. To jednocześnie największa zaobserwowana zmiana.

Obserwacji dokonał Tuan Do z Keck Observatory. Początkowo sądził, że wyjątkowo jasny punkt, który pojawił się na odczytach to pobliska gwiazda S0-2, jednak szybko zdał sobie sprawę, że to co obserwuje, to rosnąca jasność czarnej dziury.

To było dziwne. Nigdy wcześniej nie widziałem tak jasnej czarnej dziury. Może wpada w nią więcej gazu, przez co staje się bardziej jasna niż kiedyś?, zastanawia się uczony. W ubiegłym roku gwiazda S0-2 wędrowała w pobliżu Sagittariusa A*, co mogło zaburzyć gaz znajdujący się w okolicy i spowodowało, że więcej go trafia do dziury, a być może zwiększanie jasności jest związane z tajemniczą chmurą gazu i pyłu zwaną G2, którą zaobserwowano w 2014 roku. Już wówczas spodziewano się zwiększenia aktywności i fajerwerków, ale nic takiego nie nastąpiło. Astronomowie byli wówczas rozczarowani. Być może, jak mówi Do, coś opóźniło tę chmurę.

Sagittarius A* ma wkrótce zostać zobrazowana przez Event Horizon Telescope. W kwietniu wykonał on pierwsze w historii ludzkości zdjęcie czarnej dziury. Była to M87. Gdy w końcu zobaczymy dokładniejszy obraz centralnej dziury Drogi Mlecznej będziemy mogli o niej więcej powiedzieć.

Oczywiście obserwowane światło, które zwiększyło jasność, nie pochodzi z samej czarnej dziury, a z towarzyszącego jej dysku akrecyjnego. To dysk materii krążącej wokół czarnej dziury, który jest podgrzewany wskutek jej oddziaływania i zaczyna emitować promieniowanie elektromagnetyczne. To właśnie nagłe zwiększenie jego jasności zaobserwował Do.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Określenie, że czarna dziura zwiększyła swoją jasność jest błędne i może wyrabiać fałszywe stereotypy o kosmosie wśród niektórych osób. Swoją jasność mógł zwiększyć świecący dysk akrecyjny wirujący wokół czarnej dziury, np. ze względu na lokalnie większą gęstość materii wpadającej do czarnej dziury. W odległości mniejszej niż promień Schwarzschilda od centrum nieobracającej się czarnej dziury, czyli poza tzw. horyzontem zdarzeń światło widzialne ani żaden obiekt materialny  nie może wydostać się z czarnej dziury.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wiemy :) Natomiast chyba wyjaśnianie istnienia dysku i dlaczego świeci chyba by jeszcze dodatkowo tę dziurę zaciemniło :)
Ale fakt, dodam akapit na koniec :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Qion napisał:

ze względu na lokalnie większą gęstość materii wpadającej do czarnej dziury

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

Godzinę temu, Qion napisał:

W odległości mniejszej niż promień Schwarzschilda

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 godzin temu, Astro napisał:

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Rotują przy braku równowagi, oczywiście jeśli tworzy się dysk akrecyjny musi to nastąpić i przyjmując znane teorie nigdy się ona całkowicie nie zatrzyma, ale to już gdybanie na bazie Kerra Newmana. Można "bezpiecznie" przyjąć promień Schwarzschilda za ostateczną "bezpieczną" odległość horyzontu zdarzeń dla uproszczenia.

 

Jeśli chodzi o materię "wpadającą" pełna zgoda.

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 godzin temu, Astro napisał:

Z naszego punktu widzenia ta materia nie wpada.

 

3 godziny temu, puzzlemaniak napisał:

Jeśli chodzi o materię "wpadającą" pełna zgoda.

To ja z pytaniem laika. Ta materia nie wpada, bo im bliżej czarnej dziury, tym czas z punktu widzenia odległego obserwatora płynie wolniej i w związku z tym ten obserwator widzi materię spadającą coraz wolniej, tak? To w takim razie, gdy gwiazda się zapada, tworząc czarną dziurę, to czy ten proces zapadania się też trwa (widziany z daleka) nieskończenie długo, czy jakiś skończony czas? Ktoś mi powiedział kilka lat temu na forum KW, że to tylko pewnego rodzaju złudzenie, że spadek trwa coraz wolniej, ale jakoś czuję niedosyt.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 hours ago, Astro said:

Czarne dziury jednak rotują i to zwykle ostro - promień Schwarzschilda nie wystarczy.

Horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury ma takie same ograniczenia jak nieobracającej się czarnej dziury, lecz w przypadku obracającej się czarnej dziury występuje dodatkowa powierzchnia poza horyzontem zdarzeń nazywana ergopowierzchnią określona wzorem:

(r - M)^2 = M*M – (J*cos Θ)^2, gdzie M – masa czarnej dziury, J – moment pędu czarnej dziury, r, Θ – współrzędne Boyera-Linquista. Na powierzchni tej sfery prędkość wirowania otaczającej przestrzeni osiąga prędkość światła. Wewnątrz tej sfery prędkość „ciągnięcia” (wirowania zakrzywionej przestrzeni) jest większa od prędkości światła. Przestrzeń pomiędzy horyzontem zdarzeń a powierzchnią, na której prędkość wirowania dorównuje prędkości światła jest nazywana ergosferą. Cząstki, które dostaną się do ergosfery są zmuszone poruszać się szybciej zyskując energię. Ze względu na to, że znajdują się wciąż poza horyzontem zdarzeń, to mogą opuścić czarną dziurę. Możliwość uzyskania energii z obracającej się czarnej dziury została zaproponowana przez matematyka Rogera Penrose w 1969 i nazywa się procesem Penrose’a.

https://en.wikipedia.org/wiki/Penrose_process

Nie ma jednak niezbitych dowodów, czy mechanizm ten uczestniczy także w procesie formowania jetów – wysokoenergetycznych cząstek wystrzeliwanych z czarnej dziury w jej obszarach biegunowych w kierunku prostopadłym do dysku akrecyjnego. Istnieje możliwość, że proces Penrose’a odpowiada także za rozbłyski gamma.

Horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury określa wzór:

image.png.703da99d8c3e01f9e1645e0cc12ddfff.png

a = J/(M*c)

gdzie:

rs – promień Schwarzschilda czarnej dziury o takiej samej masie jak obracająca się czarna dziura; J – moment pędu czarnej dziury, M – masa czarnej dziury, c – prędkość światła. Wynika z tego, że właściwy horyzont zdarzeń obracającej się czarnej dziury nie przekracza wartości promienia Schwarzschilda.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Kerr_metric

 

Zbyt uogólniłem swoją pierwszą wypowiedź, gdyż z artykułu jednoznacznie nie wynika czy promieniowanie wydostaje się z dysku akrecyjnego, czy też z ergosfery, którą można uznać za składnik czarnej dziury.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Godzinę temu, Qion napisał:

Możliwość uzyskania energii z obracającej się czarnej dziury została zaproponowana przez matematyka Rogera Penrose w 1969 i nazywa się procesem Penrose’a.

Laików takich jak ja może zainteresować: https://www.youtube.com/watch?v=QUBr-VzcB18

Edited by darekp

Share this post


Link to post
Share on other sites

Rozwój zaś amerykańskiej przykładowo astronomii to co? Opuszczanie termometrów w fotosfery gwiazdowe?

16 godzin temu, Qion napisał:

czy promieniowanie wydostaje się z dysku akrecyjnego, czy też z ergosfery

Raczej z dysku.

16 godzin temu, Qion napisał:

można uznać za składnik czarnej dziury

Przeddziurze, śróddziurze i zadziurze? Hmmm. Wydaje mi się, że budowa czarnej dziury jest nam tak odległa, jak tylko może.

23 godziny temu, darekp napisał:

że to tylko pewnego rodzaju złudzenie

Raczej nie. Gdy mówimy o powstawaniu i rozwoju horyzontu to mówimy raczej o procesach tej skali, gdzie efekty kwantowe są bardzo istotne, czyli nie mamy definitywnej koncepcji którą można to prosto rozkminić. Spójrz przykładowo na obrazki w tej pracy. Masywna gwiazda (upraszczając) zapada się, nie ma horyzontu i nagle jest? Czy to "cząstki" przekraczają horyzont, czy może jednak ten rozrastając się je pochłania? Skłaniam się ku temu drugiemu rozumieniu procesu.

ed: Różni ludzie oczywiście różnie rozumieją pewne pojęcia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pytanie laika
Jeśli materia spada na czarną dziurę, to przyspiesza w kierunku czarnej dziury i zwiększa swoją prędkość dążąc do prędkości światła, której nie może jednak osiągnąć
To czy nie świadczy to o tym, że czarna dziura tak naprawdę jest czarną SWERĄ, w której środku czas nie płynie?

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, Astro said:

Gdy mówimy o powstawaniu i rozwoju horyzontu to mówimy raczej o procesach tej skali, gdzie efekty kwantowe są bardzo istotne, czyli nie mamy definitywnej koncepcji którą można to prosto rozkminić. Spójrz przykładowo na obrazki w tej pracy. Masywna gwiazda (upraszczając) zapada się, nie ma horyzontu i nagle jest? Czy to "cząstki" przekraczają horyzont, czy może jednak ten rozrastając się je pochłania? Skłaniam się ku temu drugiemu rozumieniu procesu.

Procesu pożerania zapadającego się obiektu kosmicznego przez horyzont zdarzeń nie można by się dopatrywać nawet w przypadku gwiazd neutronowych, chociaż rozmiary czarnej dziury i gwiazdy neutronowej są zbliżone. Gdyby obiekt o masie Słońca i promieniu 696,34 tys. km został w nienaturalny sposób ściśnięty do rozmiaru gwiazdy neutronowej lub czarnej dziury, to jego promień wyniósłby odpowiednio 10 km oraz 3km (promień Schwarzschilda). Wielkości te jak widać nie są porównywalne z rozmiarami Słońca, więc pożeranie jest tu raczej metaforą. Przy założeniu stałej gęstości obiektu lub jego warstwy kurczenie przebiegałoby w miarę równomiernie co wynika z prawa grawitacji Newtona, a dla mniejszych obiektów horyzont zdarzeń pojawiłby się w końcu procesu zapadania. W bardzo masywnych obiektach horyzont pojawiłby się szybciej, lecz nadal miałby znacznie mniejszą średnicę niż zapadająca się materia.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Qion napisał:

wyniósłby odpowiednio 10 km

Nawet pewnie 11; poniżej masz pewne ograniczenia obserwacyjne jak i rachunki  dla różnych równań stanu:

http://xtreme.as.arizona.edu/NeutronStars/index.php/neutron-star-radii/

3 godziny temu, Qion napisał:

Wielkości te jak widać nie są porównywalne z rozmiarami Słońca, więc pożeranie jest tu raczej metaforą.

Ale o co chodzi i kto taką "metaforę" wysunął?

3 godziny temu, Qion napisał:

Przy założeniu stałej gęstości obiektu

Gwiazdy masywne, które są protoplastami BH pod koniec życia stanowczo nie są jednorodne, więc takie szkolne rozważania o kant stołu, podobnie jak "prawa grawitacji Newtona".

ed: Przy okazji, bo miałem to już gdzieś wcześniej podlinkować, ale niech będzie tu. Prześliczna tablica :)
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/31/Nucleosynthesis_periodic_table.svg

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Astro said:

Gwiazdy masywne, które są protoplastami BH pod koniec życia stanowczo nie są jednorodne, więc takie szkolne rozważania o kant stołu, podobnie jak "prawa grawitacji Newtona".

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość, a jak się ją odpowiednio "podkarmi" to zamieni się w czarną dziurę lub hipotetyczne dziwadełko (ang. strangelet) zbudowane z masy kwarkowo-gluonowej

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minuty temu, Qion napisał:

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość

Kto Cię tak skrzywdził?

33 minuty temu, Qion napisał:

to zamieni się w czarną dziurę lub hipotetyczne dziwadełko (ang. strangelet) zbudowane z masy kwarkowo-gluonowej

Odpuść sobie dziwadełka, bo w jednorożce nie bardzo chce mi się wchodzić. Spójrz ponownie na pierwszy link mojego ostatniego posta. Na dużym obrazku szare rosnące linie wskazują przewidywania dla gwiazd kwarkowych. Jak widzisz, nie bardzo chcą być w zgodzie z rzeczywistością.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dobra, dodam (bo wyrzut sumienia)

14 godzin temu, Qion napisał:

Gwiazda neutronowa ma stałą gęstość

+/- raczej dziś tak to widzimy:

image.png.2cefc1fa8f1a65ccdd1140ae12c2c2d9.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 hours ago, Astro said:

Odpuść sobie dziwadełka, bo w jednorożce nie bardzo chce mi się wchodzić. Spójrz ponownie na pierwszy link mojego ostatniego posta. Na dużym obrazku szare rosnące linie wskazują przewidywania dla gwiazd kwarkowych. Jak widzisz, nie bardzo chcą być w zgodzie z rzeczywistością.

Powiedziałbym, że współczesna fizyka istnieje właśnie dzięki "jednorożcom", gdyż zmusza naukowców do weryfikacji dotychczasowych teorii i nakłada na nie dodatkowe warunki brzegowe lub zmusza ich do  zastosowania różniących się praw fizyki np. w odniesieniu do odmiennych typów materi, a nawet opracowania teorii wszystkiego za jaką uważam hipotezę holograficznego wszechświata . W jaki sposób można sobie wyobrazić cząstkę o ujemnej energii w procesie Penrose'a,  istnienie związanej materii kwarkowo-gluonowej w przypadku zaniku grawitacji, bezkolizyjne przenikanie ciemnej materii przez materię barionową pomimo wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego.

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 minuty temu, Qion napisał:

a nawet opracowania teorii wszystkiego za jaką uważam hipotezę holograficznego wszechświata

No to malutkie masz to wszystko, ale to Twój wybór i problem. :)

Współczesna fizyka istniej głównie dzięki zarąbistym teleskopom i takim również akceleratorom. Jak za dużo jednorożców tupie, to albo kościół, albo bezsenność. ;)

26 minut temu, Qion napisał:

W jaki sposób można sobie wyobrazić cząstkę o ujemnej energii w procesie Penrose'a,  istnienie związanej materii kwarkowo-gluonowej w przypadku zaniku grawitacji, bezkolizyjne przenikanie ciemnej materii przez materię barionową pomimo wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego.

Kolega rozwija jakiś domowy zielnik? Polecam odstawić.

P.S. Z mojej strony to już chyba wszystko. Jeśli masz problem ze zrozumieniem czegokolwiek, to pytaj. Wizji po zielniku nie polecam jako obrazu rzeczywistości.Owszem, banan w pierwszym przybliżeniu jest kulą i to założenie wespół z empirycznym faktem, że mniejsze banany mają cieńszą skórkę pomaga rozwiązać dylemat czy lepiej kupić dwa duże, czy trzy małe. Jeśli jednak będziesz chciał układać banany jak kule przy istotnym problemie transportu bananów do Europy, to nie przewiduję długo Twojej działalności w branży.  EOT.

ed: Chciałem przed upływem pół godziny edytować, bo babok jak "istniej" się wykluł, a nie jestem aż tak szybki, przy czym dziuniek jeszcze nie odpowiedział... to chyba nie jest normalne dla ludzi w moim wieku. Bywa. Może jakaś statystyka by pomogła w arbitralnej wizji wiadomego pogromcy stada?

image.png

ed2: i znowu jakoś wkleiło mi się niechcący coś, co już było... Za stary jestem chyba na KW...

Share this post


Link to post
Share on other sites
46 minutes ago, Astro said:

Współczesna fizyka istniej głównie dzięki zarąbistym teleskopom i takim również akceleratorom. Jak za dużo jednorożców tupie, to albo kościół, albo bezsenność. ;)

Teleskopy i akceleratory tylko dostarczają danych wejściowych, których obróbką na bazie istniejących teorii matematyczno-fizycznych muszą zająć się superkoputery zaprogramowane przez zwykłych ludzi, których w przyszłości może zastąpić sztuczna inteligencja. Obróbka danych może potwierdzić lub skomplikować istniejące już hipotezy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Very Large Telescope zauważył sześć galaktyk zgromadzonych wokół supermasywnej czarnej dziury z czasów, gdy wszechświat liczył sobie mniej niż miliard lat. Po raz pierwszy zauważono takie zgrupowanie z czasów tak nieodległych od Wielkiego Wybuchu. Odkrycie pomaga lepiej zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogą powstawać i ewoluować tak szybko.
      Głównym celem naszych badań było lepsze zrozumienie jednych z najbardziej niezwykłych obiektów astronomicznych – supermasywnych czarnych dziur istniejących już we wczesnym wszechświecie. Dotychczas nikt nie potrafi dobrze wyjaśnić ich istnienia, mówi główny autor badań, Marco Mignoli z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Bolonii.
      Nowe obserwacje ujawniły istnienie galaktyk znajdujących się w okolicach supermasywnej czarnej dziury, a całość otoczona jest „pajęczą siecią” gazu rozciągającego się na obszarze 300-krotnie większym niż obszar Drogi Mlecznej. Olbrzymia ilość gazu zasila zarówno galaktyki, jak i czarną dziurę. Naukowcy szacują, że czarna dziura ma masę miliarda mas Słońca, a otaczająca całość gazowa struktura powstała, gdy wszechświat liczył sobie zaledwie 900 milionów lat.
      Obecnie uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały z pierwszych gwiazd, które się zapadły. Musiały one błyskawicznie ewoluować, skoro po 900 milionach lat istnienia wszechświata osiągały masę miliarda Słońc. Astronomowie mają jednak problemy z wyjaśnieniem tej ewolucji. Takie czarne dziury musiałyby bowiem bardzo szybko wchłaniać olbrzymie ilości materii. Odkrycie galaktyk otaczających czarną dziurę i spowijającej wszystko sieci gazu może wyjaśniać tę błyskawiczną ewolucję.
      Powstaje jednak pytanie, w jaki sposób dochodzi do tworzenia się „pajęczej sieci” gazu. Astronomowie sądzą, że bierze w tym udział ciemna materia. To ona przyciąga gaz, który tworzy olbrzymie struktury, wystarczające, by wyewoluowały z nich zarówno galaktyki, jak i czarne dziury.
      Nasze badania wspierają hipotezę mówiącą, że najbardziej odległe masywne czarne dziury tworzą się i rosną w masywnym halo ciemnej materii. Dotychczas takich struktur nie wykrywaliśmy, gdyż ograniczały nas nasze możliwości obserwacyjne, wyjaśnia współautor badań Colin Norman z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Zaobserwowane teraz galaktyki są jednymi z najsłabiej świecących, jakie udało się zarejestrować.  Aby je zauważyć, konieczne były wielogodzinne obserwacje za pomocą jednych z najpotężniejszych teleskopów optycznych. Dzięki temu uczeni dowiedli też, że istnieje związek pomiędzy czterema galaktykami, a czarną dziurą
      Sądzimy, że obserwujemy wierzchołek góry lodowej. Że te galaktyki, które widzimy, są najjaśniejszymi, jakie się tam znajdują, przyznaje Barbara Balmaverde z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Turynie.
      Pozostaje tylko mieć nadzieję, że jeszcze większe teleskopy optyczne, jak budowany właśnie Extremely Large Telescope, pozwolą dostrzec więcej szczegółów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińsko-amerykański zespół naukowy donosi o prawdopodobnym odkryciu pierwszej planety poza Drogą Mleczną. Dotychczas udało się odkryć wiele planet pozasłonecznych i kandydatów na planety, jednak wszystkie te obiekty znajdują się w Drodze Mlecznej. Dotychczas jednak nie zidentyfikowano planety, która mogłaby leżeć w innej galaktyce.
      Chińczycy i Amerykanie sądzą, że właśnie mogli znaleźć taką planetę. Obiekt M51-ULS-1b znajduje się w galaktyce Messier 51 (M51, Galaktyka Wir). Znajduje się ona w odległości około 23 milionów lat świetlnych od Ziemi. Można ją zobaczyć z pobliżu ostatniej gwiazdy dyszla Wielkiego Wozu, jednak do obserwacji potrzebny jest teleskop.
      Zaobserwowanie planety położonej tak daleko byłoby niezwykle trudne lub nawet niemożliwe za pomocą współczesnych technik badawczych. Jednak naukowcom z pomocą przyszła nietypowa konfiguracja układu, w której znajduje się M51-ULS-1b.
      Prawdopodobna planeta krąży bowiem wokół układu podwójnego. W jego centrum znajduje się czarna dziura lub gwiazda neutronowa, która właśnie „pożera” swojego towarzysza. W wyniku tego procesu pojawia się silne promieniowanie rentgenowskie, które zwróciło uwagę badaczy. Ponadto źródło tego promieniowania jest bardzo małe. Na tyle małe, że przechodzący na jego tle obiekt, czasowo blokuje promieniowanie. I właśnie takie zjawisko udało się zarejestrować naukowcom z Chin i USA – możliwy tranzyt planetarny trwający około 3 godzin.
      Dotychczas odkrywcy wykluczyli, by to inna gwiazda blokowała promieniowanie rentgenowskie. Obserwowany układ podwójny jest na to zbyt młody. Stwierdzili też, że promieniowanie nie jest blokowane przez materiał wciągany do źródła emisji, gdyż charakterystyki światła nie odpowiadają takiemu wydarzeniu.
      Ostateczne potwierdzenie istnienia planety poza Drogą Mleczną będzie wymagało dalszych badań. Jeśli jednak rzeczywiście mamy do czynienia z planetą to, zdaniem odkrywców, ma ona wielkość Saturna.
      Więcej o odkryciu można przeczytać w serwisie arXiv.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Teorie mówią, że nie istnieją gwiazdowe czarne dziury o takiej masie. Ale, jak wiemy, natura zawsze znajdzie jakiś sposób, mówi Stan Woosley, astrofizyk z University of California, Santa Cruz. Uczony skomentował w ten sposób to, co zarejestrowały wykrywacze fal grawitacyjnych LIGO i Virgo. A przechwyciły one sygnał świadczący o niezwykle mało prawdopodobnej kolizji czarnych dziur o rzadko spotykanej masie.
      Eksperci,  którymi kontaktowali się dziennikarze poinformowali, że wśród 22 fal grawitacyjnych zarejestrowanych od kwietnia przez LIGO/Virgo znajduje się taki, który pochodzi od czarnej dziury o masie nawet 100 mas Słońca. Dzisiaj naukowcy potwierdzili, że zauważyli kolizję dwóch czarnych dziur o masach 65 i 85 mas Słońca, w wyniku której powstała czarna dziura o masie 150 mas Słońca.
      Krzysztof Bełczyński, astrofizyk z Uniwersytetu Warszawskiego, był tak pewien, iż zderzenie takich czarnych dziur jest mało prawdopodobne, że w 2017 roku w podczas spotkania w Aspen Center For Physics wraz z Danielem Holzem z University of Chicago zawarli zakład stwierdzając, iż żadna czarna dziura o takiej masie nie zostanie wykryta w pierwszych 100 sygnałach LIGO/Virgo. Do zakładu dołączył później też Woosley. Zakład przyjęło troje innych naukowców. Myślę, że przegramy ten zakład. Ku chwale nauki, mówi Bełczyński.
      W 1967 roku fizycy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie odkryli, że jeśli umierająca gwiazda ma bardzo masywne jądro, to nie zapadnie się ono w czarną dziurę. Gwiazda taka zmieni się w supernową niestabilności kreacji par (pair-instability supernova).
      Do jej powstania dochodzi, gdy jądro gwiazdy staje się tak gorące, iż światło spontanicznie zamienia się w nim w pary elektron-pozyton. Dotychczas ciśnienie światła zapewniało stabilność jądra. Gdy zaczyna się ono zamieniać w materię ciśnienie to spada, jądro gwałtownie się kurczy, staje się coraz gorętsze, to z kolei przyspiesza produkcję par elektron-pozyton. Powstaje samonapędzający się mechanizm. W końcu temperatura rośnie do tego stopnia, że dochodzi do fuzji tlenu. W jego wyniku implozja zostanie zatrzymana, a rozpoczyna się proces odwrotny. Następuje eksplozja jądra. Jeśli jądro miało masę 65–130 mas Słońca, cała materia zostaje rozrzucona. Po gwieździe pozostaje mgławica. Jądro nie zapada się, nie powstaje czarna dziura.
      Jeśli natomiast jądro, w którym doszło do niestabilności kreacji par miało masę od 50 do 65 mas Słońca, dochodzi do serii eksplozji, które stopniowo wyrzucają materię dopóty, dopóki masa jądra nie spadnie poniżej limitu, w którym niestabilność kreacji par już nie zachodzi. Z tego wynika, że nie powinny istnieć gwiazdowe czarne dziury o masie pomiędzy 50 a 130 mas Słońca. To bardzo proste obliczenia, mówi Woosley, którego praca z 2002 roku na ten temat jest uważana za ostateczne wyjaśnienie problemu.
      Mogą za to istnieć, i istnieją, czarne dziury o masie większej niż 130 mas Słońca, gdyż implozja tak masywnego jądra nie może zostać zatrzymana, nawet w wyniku fuzji tlenu. Jądro zapada się do czarnej dziury. Jednak, jako że gwiazdy tracą masę przez całe swoje życie, gwiazda, która utworzyłaby jądro o masie ponad 130 mas Słońca musiałaby mieć co najmniej masę 300 mas Słońca. Tak masywne gwiazdy są niezwykle rzadkie. Dlatego też większość ekspertów uznaje, że LIGo/Virgo może wykryć kolizje czarnych dziur o masach nie przekraczających 50 mas Słońca.
      Znamy też supermasywne czarne dziury o masach miliony i miliardy raza większych od masy Słońca, jednak powstają one w inny sposób, a LIGO i Virgo nie są w stanie wykryć ich zderzeń.
      Dlatego tylko niewielu specjalistów uważało, że LIGO i Virgo zauważą kolizje czarnych dziur o masach ponad 50 mas Słońca. Stąd wyzwanie, jakie w formie zakładu rzucili im Bełczyński, Holz i Wooley. Zakład ten przyjęli Carl Rodriguez z MIT, Sourav Chatterjee z Tata Institute for Fundamental Research z Mombasy, do których dołączył później Fred Rasio z Northwestern University. Przegrani mają kupić każdemu z wygranych butelkę wina o wartości 100 USD.
      Rodriguez, Chatterjee i Rasio stwierdzili, że co prawda większość kolizji wykrywanych przez LIGO i Virgo prawdopodobnie ma swój początek w izolowanych układach podwójnych, ale niewielka część z nich może zachodzić w gęstych środowiskach takich jak gromady kuliste. Tam zaś, ich zdaniem, może zdarzyć się tak, że np. czarna dziura o masie 50 mas Słońca najpierw wchłonie czarną dziurę o masie 30 mas Słońca, a później znowu połączy się z jakąś czarną dziurą. LIGO/Virgo może zarejestrować to drugie zdarzenie, zatem zauważy zderzenie czarnych dziur, z których co najmniej jedna będzie miała masę pomiędzy 50 a 130 mas Słońca. Istnieje też jeszcze inna możliwość. Otóż kolizja taka może rozpocząć się również w izolowanym układzie podwójnym. Jeśli jedna z gwiazd układu utworzy czarną dziurę, a układ nadal będzie istniał, to czarna dziura może wchłaniać masę z towarzyszącej jej gwiazdy, rosnąc powyżej „zakazanego” limitu. Później, gdy druga z gwiazd utworzy czarną dziurę, może dojść do kolizji obu czarnych dziur i zarejestrowania tego wydarzenia na Ziemi.
      Krzysztof Baczyński i jego koledzy przegrali więc zakład. Woosley wciąż uważa, że granica „zakazanej masy” istnieje. Jego zdaniem, wśród olbrzymiej liczby czarnych dziur musi istnieć – mimo nielicznych wyjątków – wyraźny spadek liczby czarnych dziur w zakresie masy od 50 do 130 mas Słońca. A te nieliczne istniejące wyjątki to wynik tego, że natura nie znosi próżni.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Polsko-niemiecki zespół naukowy zaobserwował niedawno grupę gwiazd najbliższych czarnej dziurze w Drodze Mlecznej i stwierdził, że znajduje się wśród nich najszybsza znana nam gwiazda.  Niektóre z badanych gwiazd znajdują się wewnątrz orbity gwiazdy S2, która jeszcze do niedawna była uważana za najbliższą czarnej dziurze w Drodze Mlecznej.
      Czarna dziura znajdująca się w centrum naszej galaktyki nosi nazwę Sagittarius A* (Sgr A*), dlatego też pobliskim jej gwiazdom nadano nazwy od S4711 do S4715. Gwiazdy te badał Michał Zajączek z Centrum Fizyki Teoretycznej w Warszawie we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu w Kolonii i Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka.
      Z grupy tej najbardziej interesujące okazały się S4711 oraz S4714. Badania wykazały, że S4711 ma masę 2,2 mas Słońca i okrąża czarną dziurę w ciągu zaledwie 7,6 roku i zbliża się do niej na odległość zaledwie 143,7 (± 18,8) jednostek astronomicznych. Jest więc gwiazdą o najkrótszym okresie orbitalnym i najmniejszej średniej odległości do Sgr A*.
      Z kolei S4714 jest najszybszą znaną nam gwiazdą. Co prawda okrąża ona czarną dziurę w ciągu 12 lat, jednak jej orbita jest eliptyczna, dzięki czemu przez dłuższy czas jest poddawana większemu oddziaływaniu ze strony Sgr A*. Z przeprowadzonych badań wynika, że S4714 zbliża się do Sgr A* na odległość zaledwie 12,6 j.a. (± 9,3 j.a.). W takiej odległości osiąga gigantyczną prędkość 23 928 km/s (± 8840 km/s), co stanowi aż 8% prędkości światła.
      Szczegóły badań opublikowano w artykule S62 and S4711: Indications of a population of faint fast moving stars inside the S2 orbitS4711 on a 7.6 year orbit around Sgr A*.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...