Crne rupe fasciniraju znanstvenike svojim golemim gravitacijskim silama koje izobličuju prostor i vrijeme do nezamislivih granica. Iako nisu čvrsti objekti, već regije prostora gdje je materija kolabirala do točke iz koje čak ni svjetlost ne može pobjeći, njihova nevjerojatna gravitacija postavlja brojna pitanja. Uz ovu fascinaciju, istraživači sve više proučavaju rotirajuće crne rupe i fenomen poznat kao frame-dragging – gravitacijski efekt koji bi mogao objasniti jednu od najvećih kozmičkih zagonetki: zašto su kvazari, najsvjetliji objekti u svemiru, tako energetski moćni?
Što je frame-dragging i kako utječe na prostor-vrijeme?
Frame-dragging je gravitacijski fenomen koji nastaje kada rotacija crne rupe povlači prostor-vrijeme sa sobom. Možete ga zamisliti kao vrtlog u vodi: svaki objekt koji uđe u taj vrtlog povlači se u smjeru rotacije, bez obzira na početnu putanju. Slično se događa u blizini rotirajućih crnih rupa. Kako se masa urušava u crnu rupu i počinje rotirati, prostor-vrijeme u njezinoj neposrednoj blizini također se “uvija” – poput gravitacijskog odjeka kolabirane materije. Ovo izobličenje prostora i vremena dramatično mijenja ponašanje objekata koji se približavaju crnoj rupi.
Kako crne rupe stvaraju moćne magnetske diname
Iako crne rupe same po sebi ne generiraju magnetska polja, većina rotirajućih crnih rupa okružena je akrecijskim diskovima sastavljenim od ioniziranog plina i prašine. Ti diskovi, koji kruže oko crne rupe, zagrijavaju se do ekstremnih temperatura koje ioniziraju materiju i stvaraju magnetska polja. Kada se u blizini rotirajuće crne rupe pojavi efekt frame-dragging, unutarnji dijelovi akrecijskog diska ubrzavaju, dok vanjski dijelovi usporavaju, što pokreće tzv. dinamo efekt. Interakcija magnetskog polja i relativnog kretanja materije dodatno pojačava elektromagnetsku energiju, stvarajući moćan izvor energije.
Mogu li frame-dragging i magnetska polja objasniti svjetlost kvazara?
Kvazari, smješteni u središtima galaksija, jedni su od najsjajnijih objekata u svemiru, a smatra se da njihovu energiju pokreću supermasivne crne rupe. Međutim, način na koji kvazari emitiraju toliko energije i dalje intrigira znanstvenike. Prema najnovijim istraživanjima, upravo kombinacija frame-dragginga i magnetskog dinamo efekta mogla bi objasniti njihovu nevjerojatnu energiju. Kako unutarnji dijelovi akrecijskog diska ubrzavaju pod utjecajem frame-dragginga, stvaraju dodatnu elektromagnetsku energiju koja pojačava sjaj kvazara i omogućuje njihovu vidljivost na ogromnim udaljenostima.
Što slijedi?
Novo istraživanje otvara vrata dubljem razumijevanju fizičkih procesa u blizini crnih rupa i njihovog utjecaja na okruženje. Buduća promatranja pomoću naprednih teleskopa, uključujući James Webb svemirski teleskop i ALMA, mogla bi otkriti kako crne rupe podržavaju energetsku moć kvazara putem frame-dragginga. Takva otkrića ne samo da omogućuju bolje razumijevanje kvazara, već postavljaju i nova pitanja o količini energije koju crne rupe proizvode i njihovom utjecaju na galaktičko okruženje.
