„Ozveny“ svetla odrážajúceho sa od hustých oblakov plynu a materiálu padajúceho do čiernej diery pomáhajú astronómom pochopiť dianie v jej okolí. Teraz sa vedcom z MIT podarilo v Mliečnej dráhe objaviť až osem takýchto unikátnych „ozvien“ čierných dier . Doposiaľ sme vedeli iba o dvoch. Na tému upozornil portál Sciencealert.

Čierne diery a ich ozveny

Ako píše MIT na svojom webe, naša domovská galaxia je podľa odhadov domovom desiatok miliónov čiernych dier hviezdnej veľkosti. Tieto astronomické objekty majú tak obrovskú hustotu, že ich gravitácia zabraňuje úniku akýchkoľvek častíc. Uniknúť z ich gravitačného zovretia nedokáže ani svetlo.

V niektorých prípadoch sa však čierne diery kŕmia na plyne a materiále, ktorý sa nachádza v ich okolí a tvorí tzv. akrečný disk. Tento disk plný plynu a prachu víri okolo čiernej diery a postupne do nej padá. Gravitačná interakcia je taká silná, že vytvára v okolí teplo a svetlo, vďaka čomu oblasť okolo čiernej diery jasne žiari.

Keď okolo takejto čiernej diery krúži ešte sprievodná hviezda, čierna diera z nej môže nasávať ďalší plyn a hmotu, čo vedie k vyžiareniu röntgenového svetla. Toto svetlo sa potom môže odraziť od materiálu padajúceho z akrečneho disku, čím vznikne akási „ozvena“.

Ozveny sú extrémne vzácne

Presne takéto ozveny a záblesky z binárnych sústav – čierna diera, sprievodná hviezda – teraz hľadali astronómovia z MIT pomocou nového nástroja, ktorý vytvorili. Dostal názov Reverberation Machine a slúži na prehľadávanie všetkých údajov zaznamenaných röntgenovým observatóriom NICER, ktoré vo vesmíre pátra po „ozvenách“ čiernych dier.

Vďaka tomuto nástroju sa vedcom teraz podarilo v novej štúdii publikovanej v žurnále The Astrophysical Journal objaviť až osem nových prípadov „ozvien“ čiernych dier. Doposiaľ sa pritom v Mliečnej dráhe podarilo objaviť iba dve. Všetky nové ozveny vychádzajú z binárnych sústav, kde čierna diera dosahuje 5 až 15-násobok hmotnosti Slnka a obieha ju hviezda o hmotnosti Slnka.

Vedci upozorňujú, že tieto ozveny sú nesmierne vzácne, takže objavenie až 8 ozvien predstavuje skutočne významný moment. Zaznamenané ozveny nám pritom môžu prezradiť veľa užitočných informácií, ako veľkosť priestoru medzi čiernou dierou a prachom v okolí. Okrem toho môžu byť použité na to, ako sa koróna (oblasť medzi vnútorným okrajom akrečneho disku a horizontom udalostí) čiernej diery a jej akrečny disk menia pri nasávaní materiálu čiernou dierou.

Odborníci v novej štúdii pomocou týchto ozvien dokázali vytvoriť obraz o tom, ako sa čierna diera mení počas výbuchu röntgenového žiarenia. Podľa ich zistení čierna diera začína v tzv. „tvrdom“ stave, čo znamená, že zo svojich pólov vyžaruje relativistické prúdy (jety) plazmy.

Keď je čierna diera v tomto energetickom stave, intervaly medzi röntgenovými zábleskami a ich ozvenou sú veľmi krátke (rádovo niekoľko milisekúnd).  V tomto stave čierna diera zotrváva niekoľko týždňov, po ktorých plynulo prejde do tzv. „mäkkého“ stavu.

V „mäkkom“ stave dominujú nízkoenergetické röntgenové lúče, pričom čas medzi röntgenovými zábleskami a ich ozvenou sa výrazne predĺži. To naznačuje, že vzdialenosť medzi korónou a diskom sa tiež predlžuje.

Výskum by podľa autorov mohol mať dôsledky aj pre supermasívne čierne diery. Podľa nich sú takéto binárne sústavy v podstate „mini verzie“ supermasívnych čiernych dier, takže ak sa nám podarí objasniť procesy v týchto relatívne blízkych čiernych dierach, podarí sa nám pochopiť aj výbuchy v supermasívnych čiernych dierach, ktoré ovplyvňujú celé galaxie.