"Kosmiczny kanibalizm na wszystkich poziomach". Wysoko nad nami dzieją się dantejskie sceny. A stoją za tym czarne dziury

Gwiazda przyciąga swojego towarzysza, ale też wyciąga z niego materię, wtedy tworzy się wokół niej obwarzanek tej materii, ta materia szybko się kręci i jest zasysana przez czarną dziurę. Kanibalizm na wszystkich poziomach - powstawanie czarnej dziury wyjaśnia astrofizyczka.
Zobacz wideo

Na początku kwietnia astrofizycy opublikowali pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury. Stanowi ono potwierdzenie, że czarne dziury w ogóle istnieją. Zdjęcie wykonał Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT), który powstał z połączenia ośmiu radioteleskopów rozmieszczonych na czterech kontynentach.

Dokonanie, które świat nauki określił mianem wydarzenia stulecia, nie na wszystkich zrobiło wrażenie. W internecie pojawiły się np. komentarze, że "zdjęcie jest nieostre".

- Spektakularnie nie wygląda, ale jak się wie o kuchni powstawania tego zdjęcia, to ta kuchnia już jest spektakularna. Dlatego, że po to, aby takie zdjęcie zrobić, trzeba było zaangażować osiem bardzo dobrej klasy teleskopów. Trzeba zrobić obserwacje, zrobić metabajty danych. Tej wielkości danych nie da się przesyłać, je się wozi. To, co zobaczyliśmy, to nie jest do końca zdjęcie, to jest obrazek, który oddaje to, co rzeczywiście w tej galaktyce, którą obserwowano, widać. Pewne rozczarowanie związane było z tym, że zrobiono piękne zdjęcie odległej czarnej dziury, natomiast niestety nie udało się zrobić równie ładnego zdjęcia czarnej dziury w naszej własnej galaktyce - mówiła w TOK FM dr hab. Agnieszka Pollo, kosmolożka i astrofizyczka z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Jagiellońskiego i Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Warszawie.

Jak tłumaczyła, wynika to m.in. z tego, że czarna dziura w naszej galaktyce jest mniejsza. - Przy niej się coś dzieje. Coś błyska, coś strzela. To też przeszkadzało w uzyskaniu ostrego obrazu. Tamta odleglejsza czarna dziura jest bardzo duża i okazała się najlepszym celem do tych obserwacji - tłumaczyła.

Przez wiele lat w zrobienie tego zdjęcia zaangażowanych było 200 osób, piszących oprogramowanie, analizujących dane. Z naukowego punktu widzenia najbardziej interesujące jest to, że przewidywania tego, co powinniśmy tam zobaczyć, zgodziły się z tym, co w danych się pokazało.

- Zwykle jednak okazuje się, że wyliczenia nie są do końca właściwe, zwykle rzeczywistość nam mówi, że okej, bardzo ładne obliczenia, ale trzeba by tam jeszcze to i owo dołożyć. Nasza koleżanka Monika Mościbrodzka robiła w tym projekcie przewidywania, modele, jak ta czarna dziura powinna wyglądać. Widziałam obrazek z jej modelu, jak to zdjęcie czarnej dziury jej zdaniem by wyglądało i to jest imponujące - jak się porówna z tym, co otrzymaliśmy, to rzeczywiście tak wygląda. I sytuacja, kiedy mamy symulacje a potem rzeczywistość i one się ze sobą pokrywają, to jest naprawdę rzadkość - powiedziała astrofizyczka.

A jak wygląda czarna dziura w rzeczywistości?

- Zadam bardzo naiwne pytanie: wyobraźmy sobie, że wsiadamy w kosmiczny statek i lecimy, i widzimy z okna tę czarną dziurę. Ona by wyglądała tak, jak na tym zdjęciu? - pytał prowadzący audycję Tomasz Stawiszyński.

- Nie. Wszystko zależy od tego, jak bardzo byśmy się do tej czarnej dziury zbliżyli. Jakbyśmy się zbliżyli za bardzo, to wiele by z nas nie zostało, ale zakładając, że jakoś byśmy byli sobie w stanie z tymi ekstremalnymi warunkami poradzić, to z bliska sytuacja byłaby trochę inna. Dlatego, że to, co widzimy na tym zdjęciu, to tak naprawdę nie jest czarna dziura. To jest cień czarnej dziury. A to, co widać i co przesyła światło do nas, to nie jest sama czarna dziura, tylko rozgrzana materia wokół niej - wyjaśniała ekspertka.

- Bo tam żadnych fotonów nie ma w tej czarnej dziurze? - dopytywał dziennikarz.

- Nawet jeśli są, to nie wylecą, bo czarna dziura charakteryzuje się tym, że jak światło do niej wpadnie, to już nie wypadnie. Jeżeli mielibyśmy czarną dziurę, wokół której nie ma materii, to nie mielibyśmy szansy jej zauważyć. Może bylibyśmy w stanie stwierdzić jej istnienie, gdyby przeszła przed jakimś świecącym obiektem. Wtedy byśmy zauważyli, jak ona zniekształca jego światło, to się nazywa soczewkowanie. Kiedy mówimy o czarnych dziurach, to paradoksalnie mówimy o obiektach, które są superjasne, czy w ogóle najjaśniejsze we wszechświecie. Czarna dziura przeważnie nie istnieje w próżni, tylko wokół niej jest jakaś materia - dodała dr hab. Agnieszka Pollo.

Lokalna deformacja przestrzeni

Czym właściwie jest czarna dziura? - Matematycznie rzecz biorąc, to jest osobliwość. Takie miejsce w przestrzeni, gdzie zgromadziło się tyle materii, że lokalnie w pewnym sensie załamały się prawa fizyki. Masa, która w niej jest, na tyle deformuje przestrzeń, że cokolwiek zbliży się do niej na odległość zwaną horyzontem zdarzeń, to już nie wyleci. Nawet najszybsza rzecz na świecie, czyli światło. To są obiekty, które stanowią pewnego rodzaju lokalne deformacje przestrzeni, a z fizycznego punktu widzenia to jest materia, której zrobiło się na tyle gęsto, że coś się z nią stało i wytworzyła taki specyficzny twór - wytłumaczyła ekspertka.

Mamy różne czarne dziury we wszechświecie. - Najbardziej oswojony typ to są czarne dziury gwiazdowe. Najmasywniejsze gwiazdy kończą swoje życie bardzo szybko jako supernowe, wybuchają, ich jądro zapada się do czarnej dziury. Jest bardzo gęsto, zachodzą reakcje, przez które to jądro nie może być w równowadze, dochodzi do kolapsu grawitacyjnego, resztki gwiazdy lecą na wszystkie strony. Bardzo często się zdarza, że takie gwiazdy występują wspólnie z innymi gwiazdami w tzw. układach podwójnych. Ta gwiazda przyciąga swojego towarzysza, ale też wyciąga z niego materię, wtedy tworzy się wokół niej obwarzanek tej materii, ta materia szybko się kręci i jest zasysana przez czarną dziurę. Kanibalizm na wszystkich poziomach. Ta materia bardzo szybko się porusza i świeci. Między innymi w promieniach rentgenowskich, ale też w promieniach radiowych.

Skąd się bierze drugi typ czarnych dziur, czyli czarne dziury w jądrach galaktyk?

Co się dzieje, gdy czarna dziura połknie swoją własną galaktykę?

Co by się stało ze statkiem kosmicznym, który by wleciał do czarnej dziury?

Chcesz wiedzieć? Słuchaj podcastu

DOSTĘP PREMIUM