Černé díry fascinují vědce už dlouho. Nová data z rentgenové observatoře NASA Chandra nyní umožňují nahlédnout do jednoho z nejzajímavějších aspektů těchto nebeských objektů: jejich soběstačnosti prostřednictvím „přípravy“ vlastních kosmologických pokrmů. Zjištění observatoře Chandra vrhá světlo na to, proč se zdá, že černé díry mají vždy dostatek paliva.
Černé díry byly dlouho považovány za nenasytné objekty, které pohlcují vše, co se k nim příliš přiblíží. Pozorování Chandry však naznačila, že černé díry mohou být soběstačnější, než se dosud předpokládalo. Černé díry si mohou připravovat vlastní potravu prostřednictvím procesů, které recyklují a přerozdělují energii v jejich okolí. Tento soběstačný proces zajišťuje, že černé díry mají k dispozici stálý přísun hmoty, na které mohou hodovat, a zabraňuje jejich hladovění.
Překvapivým zjištěním je, jak mohou černé díry ovlivňovat své okolí, aby získaly více hmoty pro budoucí jídlo. Studie NASA ukazuje, že černé díry mohou uvolňovat energii do svého okolí, což vede k podmínkám, které zvyšují příliv plynu i prachu zpět k horizontu událostí. Tento proces spotřeby a doplňování zajišťuje, že černým dírám nikdy nedojde hmota.
Kosmické motory, které pohánějí galaktický vývoj
Důležitou součástí tohoto sebeudržujícího procesu je vyzařování vysokoenergetických trysek. Když hmota vstupuje do černé díry, zahřívá se a uvolňuje rentgenové záření. Část tohoto padajícího materiálu je však přesměrována a vyvržena jako proudy hmoty, které se pohybují rychlostí blízkou rychlosti světla.
Související článek
Tyto proudy narážejí do okolního plynu a vytvářejí dutiny a rázové vlny, které stlačují plyn v blízkosti černé díry. Tím se plyn ochladí a zkondenzuje před pádem zpět k černé díře. Černá díra v podstatě aktivně řídí vesmírnou zpětnou vazbu a zajišťuje si stálý přísun potravy.
Výsledky NASA naznačují, že tyto vysoce energetické výtrysky jsou rozhodujícím faktorem při řízení blízkého okolí černé díry. Trysky, které se mohou táhnout až tisíce světelných let, přerozdělují energii a promíchávají mezigalaktické prostředí.
To zabraňuje přílišnému rozptylu okolního plynu, který se tak hromadí a zůstává v dosahu černé díry (stejně jako tyto černé díry ve sluneční soustavě, což vědce znepokojuje). Černé díry tedy v podstatě vstupují do smyčky, která k nim udržuje přísun energie v kosmologickém časovém měřítku.
Trysky vypuštěné z těchto systémů také uvolňují energii i materiál, jehož malé kousky mohou ohřívat plyn v okolních galaxiích, což vede k tvorbě nových hvězd a dokonce ke změně struktury těchto galaxií. Tento jev pravděpodobně pomáhá vysvětlit, proč některé černé díry zůstávají aktivní po miliardy let, zatímco jiné zanikají. Dokážou udržovat a ovlivňovat své okolí, které proudí recyklovaným materiálem, což je důkazem toho, že černé díry nejsou pouhými ničiteli, ale spíše katalyzátory kosmické evoluce.
Černé díry ovlivňují vznik a vývoj hvězd
Tento sebeudržující mechanismus je u černých děr pozorován velmi často a má větší význam pro naše chápání vývoje galaxií. Tím, že černé díry potlačují tok energie i hmoty, ovlivňují rychlost tvorby hvězd ve svých hostitelských galaxiích.
Energie vyvrhovaná do okolí tryskami černých děr může zabránit přílišnému ochlazování plynu a v podstatě reguluje vznik nových hvězd. To umožňuje řízený vývoj galaxií, což dokazuje význam černých děr ve vývoji vesmíru.
Tento proces může také demonstrovat, jak vznikají supermasivní černé díry v centru galaxií. Zdá se, že tito vesmírní obři s hmotnostmi milionkrát či miliardkrát většími, než je hmotnost našeho Slunce, se aktivně živí mnohem déle, než se dosud předpokládalo.
Podle studie Chandra tyto černé díry namísto toho, aby pohltily vše ve svém okolí a usnuly, mohou najít stálou stravu tím, že formují své okolí. To znamená, že černé díry mohou být mnohem pružnější, než si vědci mysleli, a přidávají novou vrstvu k pochopení toho, jak tyto objekty rostou a přetrvávají.
Objev, že černé díry si mohou připravovat potravu pro soběstačné procesy, poskytuje vědcům další pohled na jejich přetrvávání. Tyto poznatky nejen zdůrazňují, jak se černé díry (stejně jako tento znepokojivý objev o černých dírách) živí, ale také zdůrazňují, jak zásadní význam mají pro utváření vesmíru.