Te czarne dziury są niepoprawnymi żarłokami. Pożerają gwiazdy, zostawiając po sobie ogromny bałagan

W tym artykule:

1. Jak czarna dziura pożera gwiazdę
2. Sygnatura pozwoli wykrywać czarne dziury
3. Czy czarne dziury o masie pośredniej naprawdę istnieją?

Pewien rodzaj czarnych dziur jest nadzwyczaj żarłoczny. Rozszarpuje gwiazdę, która znajdzie się w ich pobliżu, rozrzucając jej resztki dookoła. Wygląda to tak, jakby drapieżnik rzucił się na ofiarę i rozerwał ją na kawałki. A potem pozostawił po sobie wielki bałagan.

Co w tym przypadku jest drapieżnikiem? Czarne dziury o masie pośredniej (ang. intermediate-mass black hole, IMBH). To hipotetyczny rodzaj czarnych dziur, mieszczący się między czarnymi dziurami o masie gwiazdowej i supermasywnymi czarnymi dziurami.

Naukowcy z Uniwersytetu Northwestern opracowali symulację posiłku spożywanego w kosmosie przez IMBH. Czyli sytuacji, gdy w okolicach czarnej dziury o masie pośredniej przypadkowo znajdzie się gwiazda. Co się wówczas stanie? Dokładnie pokazuje to wizualizacja przygotowana przez badaczy.

Jak czarna dziura pożera gwiazdę

Jeśli gwiazda porusza się w kierunku czarnej dziury i zanadto się do niej zbliży, czarna dziura gwałtownie ją do siebie przyciągnie. Gwiazda zostanie uwięziona przez jej grawitację. Zacznie okrążać czarną dziurę.

Po rozerwaniu i połknięciu gwiazdy czarne dziury „bekają”? „Nigdy czegoś takiego nie widzieliśmy”

Cztery lata temu niewielka gwiazda zbliżyła się do czarnej dziury. Została przez nią rozerwana i pochłonięta. Jednak trzy lata później ta sama czarna dziura znów się uaktywniła. Naukowc...

Jednak tych okrążeń nie będzie nieskończona liczba. Za każdym razem czarna dziura będzie odrywała część materii tworzącej gwiazdę. Zostanie ona wyrzucona w kosmos, niczym imponujący świetlny pióropusz. Kolejne „ugryzienia” – następujące z każdym okrążeniem – będą coraz bardziej spektakularne. Odrywana materia będzie świecić coraz jaśniej, tworząc powtarzający się, charakterystyczny wzór.

W końcu, po pięciu okrążeniach, to co jeszcze pozostało z gwiazdy – czyli zniekształcone jądro – zostanie ponownie odrzucone w kosmos.

Sygnatura pozwoli wykrywać czarne dziury

– Nie możemy obserwować czarnych dziur bezpośrednio, ponieważ one same nie emitują światła – mówi Fulya Kıroğlu, badaczka z Uniwersytetu Northwestern, która kierowała badaniami. – Dlatego musimy patrzeć na interakcje między czarnymi dziurami a ich otoczeniem.

W tym przypadku naukowcy doszli do wniosku, że obserwacja tego, co stanie się z gwiazdą w okolicy IMBH, pozwoli wykrywać tego typu czarne dziury. – Każda smuga świetlna będzie jaśniejsza od poprzedniej, tworząc sygnaturę, która pomoże astronomom znajdować IMBH – wyjaśnia Kıroğlu.

Czy czarne dziury o masie pośredniej naprawdę istnieją?

Symulacja żarłocznej czarnej dziury to krok w stronę rozwikłania jednej z tajemnic dotyczących tych obiektów. Zagadką jest bowiem luka w rozmiarach czarnych dziur. Naukowcy nauczyli się rozpoznawać czarne dziury o masie gwiazdowej, czyli mające od trzech do dziesięciu mas Słońca. A także supermasywne czarne dziury, cięższe od Słońca nawet miliony i miliardy razy.

Jednak między tymi kategoriami czarnych dziur istnieje duża luka. Badacze umiejscawiają w niej czarne dziury o masie pośredniej. Powinny mieć masę od 100 do 10 tys. razy mas słonecznych. Kłopot polega na tym, że dotąd wykryto zaledwie kilku kandydatów na IMBH.

Zaobserwowano jak czarna dziura rozrywa przelatującą w pobliżu gwiazdę. Zobacz niesamowitą animację

Co się dzieje, gdy gwiazda zbliży się za bardzo do masywnej czarnej dziury? Zostanie wpierw rozciągnięta, a następnie rozerwana. Spektakularne zjawisko udało się zaobserwować za pomocą te...

– Ich istnienie jest ciągle dyskutowane – mówi Fulya Kıroğlu. – Astrofizycy znaleźli dowody na ich obecność. Jednak te dowody mogą być również wyjaśniane za pomocą innych mechanizmów. Na przykład coś, co wygląda jak IMBH, w rzeczywistości może okazać się skupiskiem czarnych dziur o masie gwiazdowej.

Dlatego właśnie opracowana przez nią i jej zespół symulacja może okazać się tak przydatna. Dzięki niej być może uda się powiązać obserwacje z galaktyk z czarnymi dziurami o masie pośredniej.

Źródło: EurekAlert.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com