Ve středu naší Galaxie Mléčná dráha žije monstrum. Objekt tak masivní, že jeho gravitačnímu tahu nemůže uniknout nic, ani světlo. Ve skutečnosti si myslíme, že většina galaxií má jednu z nich. Jsou to samozřejmě superhmotné černé díry.
Supermasivní černé díry jsou hvězdy, které se zhroutily do jedinečnosti. Einsteinova obecná teorie relativity předpovídala jejich existenci. A tyto černé díry jsou obklopeny tzv. Horizontem události, což je něco jako bod návratu, protože se něco blíží černé díře. Nikdo však dosud neprokázal existenci horizontu událostí.
Někteří teoretici se domnívají, že něco jiného by mohlo ležet ve středu galaxií, což je událost supermasivního objektu, která je divnější než supermasivní černá díra. Teoretici se domnívají, že tyto předměty nějakým způsobem zabránily osudu černé díry a nezhroutily se do singularity. Neměli by horizont událostí a místo toho by měli pevný povrch.
"Naším celým bodem je zde proměnit tuto představu o horizontu událostí v experimentální vědu a zjistit, zda horizonty událostí skutečně existují nebo ne," - Pawan Kumar profesor astrofyziky, University of Texas v Austinu.
Tým vědců z University of Texas na Austinu a Harvardské univerzitě problém vyřešil. Wenbin Lu, Pawan Kumar a Ramesh Narayan chtěli vrhnout nějaké světlo na problém horizontu událostí. Přemýšleli o pevném povrchu objektu ao tom, co by se stalo, kdyby s ním narazil nějaký předmět jako hvězda. Výsledky zveřejnili v měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti.
"Naším celým bodem je změnit tuto myšlenku horizontu událostí na experimentální vědu a zjistit, zda horizonty událostí skutečně existují nebo ne," řekl Pawan Kumar, profesor astrofyziky na University of Texas v Austinu, v tisku uvolnění.
Protože černá díra je hvězda, která se zhroutila do singularity, nemá žádnou plochu povrchu a místo toho má horizont událostí. Pokud se ale ukáže, že jiná teorie je pravdivá a objekt má pevný povrch namísto horizontu událostí, pak by byl zničen jakýkoli objekt, který s ním bude srážet. Pokud by hvězda měla s tímto tvrdým povrchem srazit a být zničena, tým předpokládal, že plyn z hvězdy by objekt obklopil a jasně září měsíce, dokonce i roky.
Pokud tomu tak bylo, tým věděl, co hledat. Také zjistili, jak často se to stane.
"Odhadli jsme, že počet hvězd dopadá na superhmotné černé díry," řekl Lu ve stejné tiskové zprávě. "Téměř každá galaxie má jednu." Uvažovali jsme pouze o těch nejmasivnějších, které váží asi 100 milionů nebo více slunečních hmot. Je jich asi milión během několika miliard světelných let Země. “
Nyní potřebovali způsob, jak tyto objekty prohledat na obloze, a našli ho v archivech dalekohledu Pan-STARRS. Pan-STARRS je dalekohled 1,8 metru na Havaji. Tento dalekohled nedávno dokončil průzkum poloviny severní polokoule oblohy. V tomto průzkumu strávili Pan-STAARS 3,5 roku hledáním přechodných objektů na obloze, objektů, které se rozjasnily a poté zmizely. Hledali v archivech Pan-STARR přechodné objekty, které měly podpis, který předpovídali, od hvězd, které se střetávají s těmito superhmotnými objekty s pevným povrchem.
Trio předpovídalo, že v 3,5letém časovém rámci zachyceném průzkumem Pan-STAARS by došlo k 10 z těchto kolizí, které by měly být v datech zastoupeny.
"Ukázalo se, že by měl zjistit více než 10 z nich, je-li teorie tvrdého povrchu pravdivá." - Wenbin Lu, katedra astronomie, University of Texas v Austinu.
"Vzhledem k rychlosti hvězd dopadajících na černé díry a hustotě počtu černých děr v blízkém vesmíru jsme spočítali, kolik takových přechodů by měl Pan-STARRS detekovat během doby provozu 3,5 roku." Ukázalo se, že by jich mělo zjistit více než 10, pokud je teorie tvrdého povrchu pravdivá, “řekl Lu.
Tým nezjistil žádné vzplanutí, které očekávali, aby zjistili, zda je teorie tvrdého povrchu pravdivá.
"Naše práce naznačuje, že některé a možná všechny černé díry mají horizonty událostí ..." - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku.
To, co by se mohlo zdát jako selhání, samozřejmě není. Stejně ne pro Einsteina. To představuje další úspěšný test Einsteinovy teorie obecné relativity, který ukazuje, že se zdá, že horizont událostí předpovídaný v jeho teorii existuje.
Co se týče týmu, ten nápad ještě neopustili. Podle Pawana Kumara, profesora astrofyziky, University of Texas v Austinu: „Naším motivem není tolik prokázat, že existuje tvrdý povrch, ale posouvat hranice znalostí a najít konkrétní důkazy, že skutečně existuje horizont událostí kolem černých děr. “
"Obecná relativita prošla dalším kritickým testem." - Ramesh Narayan, Harvard-Smithsonianovo centrum pro astrofyziku.
"Naše práce naznačuje, že některé a možná všechny černé díry mají horizonty událostí a že materiál skutečně zmizí z pozorovatelného vesmíru, když je vtáhl do těchto exotických objektů, jak jsme očekávali po celá desetiletí," řekl Narayan. "Obecná relativita prošla dalším kritickým testem."
Tým plánuje pokračovat v hledání vzplanutí spojených s teorií tvrdého povrchu. Jejich pohled do dat Pan-STARRS byl jen jejich první trhlina.
Doufají, že zlepší svůj test tím, že v Chile bude postaven nadcházející velký synoptický průzkumný dalekohled (LSST). LSST je dalekohled se širokým polem, který zachytí snímky noční oblohy každých 20 sekund během desetiletého rozpětí. Každých pár nocí nám LSST poskytne obraz celé dostupné noční oblohy. Díky tomu bude studium přechodných objektů mnohem snazší a efektivnější.
Další čtení: Rise of Super Telescopes: Large Synoptic Survey Telescope
Zdroje:
- Spadají hvězdy tiše do černých děr, nebo padají do něčeho naprosto neznámého?
- Hvězdné disrupční události podporují existenci horizontu černé díry
