Crne rupe: Misteriozni objekti koji kontrolišu nas svemir, a o kojima se malo zna
Slika Sagittarius A*, kako je poznata crna rupa naše galaksije, otkrila je sjajnu aureolu plina oko objekta, objekta za koji sada znamo da ima milion puta veću masu od našeg Sunca.
Ovakva nedavna otkrića, kao i mnoga druga, zapanjila su astronome.
"Tokom posljednjih nekoliko godina, sve što smo mislili da znamo o crnim rupama sada dolazi pod upitnikom", rekla je profesorica Michela Mapelli, astrofizičarka sa Univerziteta u Padovi u Italiji.
Svi su čuli za crne rupe. No, malo ljudi shvaća koliko ovi čudni objekti i dalje uznemiruju astronome.
Jedna crna rupa javila se astronomima prošle godine kada je raskomadala i potom progutala zvijezdu koja je bila preblizu. Druga je opisana kao najbrže rastuća crna rupa ikada posmatrana, proždirući ekvivalentnu masu jedne Zemlje svake sekunde. Kao rezultat toga, već je tri milijarde puta masivnija od našeg Sunca.
Mapelli proučava zvjezdane crne rupe koje nastaju kada se velika zvijezda koja brzo gori uruši sama u sebe. U usporedbi sa supermasivnim, ove crne rupe su kozmičke sitnice. Astronomi su očekivali da će takve crne rupe imati pet do deset puta veću masu od našeg Sunca.
Ali istina je da ove vrste crnih rupa dolaze u puno širem rasponu veličina. Posljednjih godina otkriveni su neki koji imaju oko 100 solarnih masa, kao i jedan od samo 2,6.
"Otkrili smo značajke i raspon mase crnih rupa koje nismo mogli ni zamisliti prije nedavnih promatranja", rekla je Mapelli.
Jedan sistem koji je zanima poznat je kao binarne crne rupe, gdje dvije kruže jedna oko druge. To se može dogoditi kada dvije zvijezde koje kruže jedna oko druge završe svoj život kao crne rupe.
S druge strane, moglo bi postojati mnogo drugih načina za stvaranje binarnih crnih rupa i to je nešto što Mapelli proučava u svom projektu DEMOBLACK, koji financira Evropsko istraživačko vijeće.
“Prije sedam godina većina ljudi je bila skeptična u pogledu postojanja binarnih crnih rupa”, rekla je. Čak ni teoretičari nisu bili uvjereni u njihovo postojanje.
Sada, rekla je Mapelli, otkriveno ih je gotovo 100. Oni izbacuju gravitacijske valove, valove u prostor-vremenu koje mogu uhvatiti sofisticirani detektori na Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory u SAD-u i talijanskom Virgo interferometru.
Većina astrofizičara, prema Mapelliju, sumnjala je da dvije crne rupe mogu postati dovoljno intimne da se spoje, ali onda su gravitacijski valovi počeli signalizirati sudar crnih rupa. Jedan neobičan događaj spajanja u 2019. dogodio se između crnih rupa od 60 i 80 solarnih masa.
Nije poznato jesu li te crne rupe nastale direktno iz zvijezda. To je zato što je pretpostavka da su crne rupe rođene zvijezdama bile između pet i deset solarnih masa sada poništena.
“Postoji zaista veliki znak pitanja je li maksimalna masa zvjezdane crne rupe samo 60 solarnih masa ili bi mogla biti 90 ili čak 300?” rekla je Mapelli. "Osjećam se krivim zbog ove velike neizvjesnosti jer sam lično pomogala u ovoj situaciji.
Najveće "zvijeri" leže u entru gotovo svake galaksije. Gotovo svi su aktivni, s gravitacijskim vrućim plinom u sebi. Neke od ovih crnih rupa imaju masu do 10 milijardi puta veću od mase našeg Sunca.
"Ovo su prava čudovišta", rekao je profesor Christopher Reynolds sa Univerziteta Cambridge u Velikoj Britaniji. "Njihov utjecaj u galaksiji može se proširiti 100, čak 200 svjetlosnih godina."
Čak i na tim astronomskim udaljenostima, zvijezde i galaksije još uvijek osjećaju gravitacijsko privlačenje ovih crnih rupa. Ali njihove energetske eksplozije dok troše materiju mogu se osjetiti čak i dalje, do 100.000 svjetlosnih godina ili više.
U projektu DISKtoHALO koji finansira EU, Reynolds istražuje kako ove supermasivne crne rupe rastu, usisavaju vrući plin u sebe i stvaraju eksplozije energije prema van.
"Znamo da ove crne rupe proizvode mlazove energije, šaljući udarce prema van", rekao je.
Jedna stvar koju astrofizičari još nisu uspjeli dokučiti je zašto plin u jezgri nekih galaksija može biti tako vruć – do 10 do 100 miliona °C – a sistemi su stari milijardama godina i stoga su trebali imati dosta vremena da se ohladi.
Način na koji crne rupe stupaju u interakciju sa svojom neposrednom okolinom i udaljenim dijelovima svoje galaksije iznimno je zahtjevna zagonetka. Kompjuterski modeli teško mogu pomoći jer to zahtijeva uvid u relativno male razmjere kao i goleme razmjere mjerene svjetlosnim godinama.
"Govorite o nečemu veličine teniske loptice koja regulira nešto što je veličine Zemlje", rekao je Reynolds.
Jedan od načina proučavanja ovih supermasivnih crnih rupa u središtu klastera galaksija je ispitivanje vrućih plinova u njihovoj blizini. Nemoguće je vidjeti ove plinove teleskopom, ali njihova energija je vidljiva putem X-zraka koje šalju jer su jako vrući.
Opet, ostaje nepoznato zašto se vrući plin ne ohladi i spoji u zvijezde.
"Potreban vam je grijač za slanje energije u sredini klastera, a jedini dovoljno snažan grijač su supermasivne crne rupe", rekao je Reynolds.
Kako tačno ovaj grijač radi nastavlja mistificirati njega i njegove kolege. Jasno je, međutim, da supermasivne crne rupe ne žive mirno.
"Ove crne rupe nisu čak ni sferične, već se vrte u disk koji je prepun nestabilnosti", rekao je Reynolds.
Unatoč novim spoznajama o tim čudnim galaktičkim stvorenjima, prava priroda crnih rupa ostaje nejasna. Pretpostavke iz prošlosti su poljuljane. Ono u što možemo biti sigurni jest da će crne rupe nastaviti zbunjivati najbistrije umove astronomije, piše EL Pais.
