JAK MASYWNE MOGĄ BYĆ CZARNE DZIURY?

Send

Mówimy o masie gwiazdowej i supermasywnych czarnych dziurach. Jakie są granice? Jak masywne mogą być te rzeczy?

Bez presji świetlnej wywołanej przez syntezę jądrową, która powstrzymuje masę gwiazdy, zewnętrzne warstwy ściskają się do wewnątrz w jednej chwili. Gwiazda umiera, wybuchając gwałtownie jak supernowa.

Wszystko, co pozostało, to czarna dziura. Zaczynają około trzykrotnie więcej niż masa Słońca i stamtąd wznoszą się. Im bardziej czarna dziura się karmi, tym większa.

Przerażające jest to, że nie ma ograniczenia co do ilości materiału, który czarna dziura może zużyć, jeśli ma wystarczająco dużo czasu. Najbardziej masywne są te znajdujące się w sercach galaktyk. Są to supermasywne czarne dziury, takie jak bryłka masy 4,1 miliona w centrum Drogi Mlecznej. Astronomowie obliczali swoją masę, obserwując ruchy gwiazd krążące wokół centrum Drogi Mlecznej, jak komety krążące wokół Słońca.

Wydaje się, że w sercu każdej galaktyki znajdują się supermasywne czarne dziury, a czarna dziura naszej Drogi Mlecznej jest w rzeczywistości bardzo drobna. Międzygwiezdny przedstawiał czarną dziurę o masie 100 milionów razy większej niż Słońce. I dopiero zaczynamy.

Gigantyczna galaktyka eliptyczna M87 ma czarną dziurę o masie 6,2 miliarda razy większej niż Słońce. Skąd astronomowie mogą to wiedzieć? Zauważyli strumień materiału o długości 4300 lat świetlnych, wystrzeliwujący ze środka M87 z relatywistycznymi prędkościami i tylko czarne dziury, które masywnie wytwarzają takie strumienie.

Ostatnio astronomowie ogłosili w czasopiśmie Nature, że znaleźli czarną dziurę o masie około 12 miliardów razy większej niż Słońce. Dysk akrecyjny generuje tutaj 429 bilionów razy więcej światła niż Słońce i świeci jasno we Wszechświecie. Widzimy światło z tego regionu, gdy Wszechświat miał zaledwie 6% w obecnym wieku.

W jakiś sposób ta czarna dziura wzrosła od zera do 12 miliardów masy Słońca w ciągu około 875 milionów lat. Co stanowi niewielki problem. Jak na przykład u kur, że czarna dziura może tak szybko zgromadzić tyle masy? Widzimy to także 13 miliardów lat temu. Jak duży jest teraz? Obecnie astronomowie nie mają pojęcia. Jestem pewien, że jest w porządku. W porządku, prawda?

Rozmawialiśmy o tym, jak masywne czarne dziury mogą się dostać, ale co z pytaniem odwrotnym? Jak malutka może być czarna dziura?

Astronomowie uważają, że mogą istnieć pierwotne czarne dziury, czarne dziury o masie planety, a może asteroida, a może samochód… a może nawet mniej. Nie ma metody, która mogłaby je dziś uformować, ale możliwe jest, że nierówne poziomy gęstości we wczesnym Wszechświecie mogły ściśnąć materię w czarne dziury.

Te czarne dziury wciąż mogą tam być, krążąc wokół Wszechświata, od czasu do czasu wpadając na gwiazdy, planety, statki kosmiczne i pikniki międzygwiezdne. Jestem pewien, że to gwiezdny odpowiednik zmiażdżenia goleni na krawędzi stolika do kawy.

Astronomowie nigdy nie widzieli żadnych dowodów na ich istnienie, więc zlekceważymy to i postanowimy udawać, że nie powinniśmy się zbytnio martwić. Okazuje się, że czarne dziury mogą stać się naprawdę, bardzo, bardzo masywne. 12 miliardów razy większa niż masa Słońca.

Która część czarnych dziur nadal sprawia, że jesteś zdezorientowany? Zaproponuj komentarze do przyszłych odcinków Przewodnika po kosmosie w komentarzach poniżej.