To jedna z najbardziej masywnych czarnych dziur znanych nauce. Została odkryta dzięki dziwnemu zjawisku

W tym artykule:

1. Co to jest soczewkowanie grawitacyjne?
2. Uczeni stworzyli model czarnej dziury za pomocą superkomputera
3. Jak masywne mogą być czarne dziury?

Czarna dziura to zadziwiający obiekt. Powstaje on, kiedy umiera masywna gwiazda. Jej metalowe jądro zapada się pod własnym ciężarem, tworząc bardzo gęsty twór. Obszar czasoprzestrzeni zajmowany przez czarną dziurę ma grawitację tak silną, że nic, łącznie ze światłem, nie jest w stanie się z niego wyrwać.

Pojedyncze czarne dziury mogą się ze sobą łączyć, tworząc coraz bardziej masywne obiekty – supermasywne czarne dziury. Niedawno naukowcy odkryli, że ekstremalne zdarzenia, do jakich dochodziło na początku istnienia kosmosu, mogły doprowadzić do powstawania gigantycznych czarnych dziur. Być może formowały się one poprzez zderzenie aż trzech galaktyk.

Teraz zespół kierowany przez uczonych z brytyjskiego Uniwersytetu w Durham zbadał jedną z najbardziej masywnych czarnych dziur. Udało się to dzięki wykorzystaniu zjawiska zwanego soczewkowaniem grawitacyjnym. Wyniki badań opublikowało czasopismo naukowe „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Co to jest soczewkowanie grawitacyjne?

Z punktu widzenia fizyki grawitacja to kształt czasoprzestrzeni, czyli wszystkiego, co nas otacza. Czasoprzestrzeń to trzy wymiary przestrzenne i czas, który traktujemy jak czwarty wymiar. Każda masa prowadzi do zakrzywienia czasoprzestrzeni. Powoduje w niej „wgłębienie” – rozciągając i trójwymiarową przestrzeń, i czas.

Naukowcy odkryli potężną czarną dziurę, która znajduje się „praktycznie na naszym podwórku”

Zaledwie 1550 lat świetlnych od Słońca znajduje się nietypowy układ podwójny. Składa się z gwiazdy podobnej do Słońca i czarnej dziury, która nie wchodzi z nią w żadnej interakcje. Zda...

Do silnego zakrzywienia czasoprzestrzeni dochodzi w pobliżu masywnych obiektów, takich jak galaktyki czy czarne dziury. Czas płynie tam wolniej. Z kolei światło przechodzące w pobliżu takiego obiektu zmienia swój kierunek pod wpływem jej grawitacji. To zjawisko nazywamy soczewkowaniem grawitacyjnym.

Uczeni stworzyli model czarnej dziury za pomocą superkomputera

Astronomowie wykorzystali soczewkowanie, by przyjrzeć się ogromnej czarnej dziurze. Ma ona masę aż 30 miliardów większą od Słońca. Znajduje się ona w centrum galaktyki oddalonej od nas o 2 mld lat świetlnych.

Między Ziemią a tą galaktyką znajduje się jeszcze jedna galaktyka. Jej silna grawitacja działa jak soczewka – zagina światło z bardziej odległego obiektu i powiększa je. Dzięki temu astronomowie mogą dokładniej obejrzeć galaktykę z ogromną czarną dziurą. Danych dostarczył im Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

W celu zbadania czarnej dziury uczeni wykorzystali także superkomputer. Stworzyli w nim symulacje, odtwarzające różne warianty procesu soczewkowania grawitacyjnego. Dzięki temu byli w stanie m.in. oszacować masę obiektu.

Jak masywne mogą być czarne dziury?

– Ta konkretna czarna dziura jest około 30 miliardów razy masywniejsza Słońca. Jest zatem jedną z największych, jakie kiedykolwiek wykryto. Znajduje się na górnej granicy masy, którą, jak sądzimy, teoretycznie mogą mieć czarne dziury. To niezwykle ekscytujące odkrycie – komentuje główny autor badań, dr James Nightingale z wydziału fizyki Uniwersytetu w Durham.

Dla porównania supermasywna czarna dziura w środku Drogi Mlecznej, Sagittarius A, ma masę sięgającą czterech milionów mas Słońca. Największa znana czarna dziura znajduje się w centrum galaktyki Holm15A. Jest aż 40 mld razy cięższa niż Słońce.

Do Ziemi dotarło tajemnicze, bardzo jasne światło. Pochodzi z czarnej dziury – twierdzą astronomowie

Emituje więcej światła niż tysiąc miliardów Słońc. Jest wynikiem kosmicznej katastrofy, do jakiej doszło w odległości 8,5 miliarda lat świetlnych. Tak potężny rozbłysk miał zostać ...

– Większość największych czarnych dziur, które znamy, znajduje się w stanie aktywnym. Oznacza to, że materia przyciągana do czarnej dziury nagrzewa się i uwalnia energię w postaci światła, promieni rentgenowskich i innych rodzajów fal elektromagnetycznych. Soczewkowanie grawitacyjne umożliwia badanie nieaktywnych czarnych dziur, co nie byłoby możliwe do osiągnięcia innymi metodami – dodaje dr Nightingale. Jego zdaniem teraz są szanse na wykrycie nowych supermasywnych czarnych dziur i sprawdzenie, w jaki sposób osiągnęły one tak ogromne masy.

Źródło: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.