kozmos.hr
Svemir

Neke crne rupe su sve samo ne ‘crne’

objavljeno

Materija poput plina, prašine ili zvijezda se tijekom ‘pada’ u crnu rupu zagrijava što rezultira nevjerojatnom svjetlošću.

Crne rupe

Kada najmasivnije zvijezde umru, one se kolabiraju i formiraju neke od najgušćih objekata poznatih u Svemiru – crne rupe. Oni su „najmračniji“ objekti u kozmosu, jer ni svjetlost ne može pobjeći njihovoj nevjerojatno jakoj gravitaciji.

Zbog toga je nemoguće izravno predočiti crne rupe, što ih čini tajanstvenim i prilično zbunjujućim. Međutim, novo istraživanje testiralo je način na koji se mogu uočiti neke od najproždrljivijih crnih rupa od svih, što olakšava njihovo pronalaženje zakopane duboko u srcima udaljenih galaksija.

Unatoč imenu, nisu sve crne rupe crne. Dok crne rupe dolaze u mnogo različitih veličina, najveće su u središtima galaksija i još uvijek rastu. Ove „supermasivne“ crne rupe mogu imati masu do milijardu sunaca. Crna rupa u središtu naše galaksije Mliječni put – nazvana Strijelac A*, čije je otkriće dobilo Nobelovu nagradu za fiziku 2020. – prilično je mirna. Međutim, to nije slučaj za sve supermasivne crne rupe.

Crne rupe koje nisu crne?

Ako se materijal poput plina, prašine ili zvijezda previše približi crnoj rupi, uvlači ga ogromna gravitacijska sila. Kako pada prema crnoj rupi, zagrijava se i postaje nevjerojatno svijetla.

Svjetlost koju proizvode ove „svijetle crne rupe“ može obuhvatiti cijeli elektromagnetski spektar, od X-zraka do radio valova. Drugi naziv za svijetle crne rupe u središtu galaksija je „aktivne galaktičke jezgre“ ili AGN. Oni mogu sjati trilijune puta jače od Sunca, a ponekad čak i zasjeniti sve zvijezde u njegovoj galaksiji.

Najsvjetlije crne rupe

Neki AGN nasilno izbacuju materiju putem mlaza, koji putuje milijunima kilometara kroz svemir i može se vidjeti radioteleskopima. Drugi proizvode “vjetrove” u središtu galaksije, sposobni izgurati bilo koji plin (gorivo potrebno za stvaranje zvijezda) iz galaksije.

Nasilni ‘mlazovi’ izbijaju iz Herculesa A (©NASA/ESA/NRAO).

S takvim destruktivnim silama u sredini galaksije, astronomi su sigurni da to mora imati veliki utjecaj na samu galaksiju. Znamo da većina galaksija polako isključuje svoje procese stvaranja zvijezda, a AGN bi mogao biti jedan od krivaca. AGN stoga ne samo da nam može pomoći da bolje razumijemo nedostižne crne rupe, već nas proučavanje uči i o samim galaksijama.

Pronalaženje svijetlih crnih rupa

Ovisno o tome koliko crna rupa „jede“, u kojoj se galaksiji nalazi i kutu iz kojeg je možemo vidjeti, AGN može izgledati vrlo različito jedan od drugog. Čak i kada gleda istu galaksiju, jedan astronom s rendgenskim teleskopom može vidjeti kako svijetli i otkriti AGN, dok drugi astronom koji koristi radio teleskop može vidjeti ništa, ako AGN ne proizvodi mlazove koji su vidljivi u radio spektra.

Zbog toga se smatralo da su svi različiti objekti, ali gledajući iste objekte različitim teleskopima astronomi su otkrili da imaju mnogo sličnosti i shvatili su prednosti korištenja većeg broja elektromagnetskog spektra da ih pronađu.

Relativna svjetlina galaksije u različitim dijelovima elektromagnetskog spektra naziva se njezinom „spektralnom distribucijom energije“. Ovo se može koristiti za mjerenje koliko zvijezda ima u galaksiji, koliko su stare, od čega su napravljene i koliko prašine blokira svjetlost.

Kompozitna slika koja pokazuje kako se tipična galaksija pojavljuje na različitim valnim duljinama (©ICRAR/GAMA i ESO).

U istraživanju, objavljenom u Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, tim znanstvenika pokazao je da se ova tehnika također može koristiti za uočavanje AGN-a. To znači da sada možemo mjeriti ne samo svojstva i povijest zvijezda u galaksiji, već i svjetlinu njezine središnje crne rupe. Međutim, to nije jednostavna stvar za napraviti. Razlika između zvjezdanog svjetla i svjetla iz AGN-a je nevjerojatno suptilna, tako da je moguće zbuniti mlade zvijezde zbog svijetle crne rupe, i obrnuto.

Nova metoda i nova otkrića

Primjenom nove metode na 700.000 galaksija tim je identificiralo i kvantificirao više od 75.000 AGN-a kako bi počeli razumijevati kako je njihov broj evoluirao tijekom vremena i kako su utjecale na svoje galaksije domaćine. Astronomi misle da je broj AGN-a u svemiru povezan s količinom stvaranja zvijezda, za koju znamo da je bila gotovo deset puta veća prije otprilike 10 milijardi godina. Međutim, dok ne budemo sigurni da smo identificirali sve AGN u kozmičkom vremenu u našim uzorcima galaksije, nećemo znati sa sigurnošću.

Upravo sada, astronomska zajednica još uvijek strastveno raspravlja o prirodi aktivnih crnih rupa. Iako još nismo odgovorili na pitanja potrebna za smirivanje debate, sada smo korak bliže tome da pouzdano možemo uočiti ove fascinantne objekte unutar galaksija; a to je važan korak k rasvjetljavanju misterija crnih rupa.

Astronomi uočili crnu rupu tijekom njenog ‘rađanja’

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Jessica Thorne et al., „Deep Extragalactic VIsible Legacy Survey (DEVILS): identification of AGN through SED fitting and the evolution of the bolometric AGN luminosity function,“ Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 509/4 (2022): str. 4940-4961.

Sabine Bellstedt, Jessica Thorne (4. siječnja 2022.), „Some black holes are anything but black – and we’ve found more than 75,000 of the brightest ones,“ space.com (pristup 4. siječnja 2022.)

Ja sam Filip Šimunjak, student sam završne godine studija ranonovovjekovnog povijesti na Filozofskom fakultetu u Zagrebu. U slobodno vrijeme volim čitati i pisati. Svemir, astronomija i astrofizika fasciniraju me od mladosti.