Nové video od NASA ukazuje, jak obrovské jsou supermasivní černé díry

Supermasivní černé díry jsou pro lidi nepředstavitelným objektem, protože i ten nejtěžší objekt, kterému skutečně rozumíme, je o mnoho řádů lehčí než i ta nejmenší z černých děr ve vesmíru. Aby nám pomohla lépe si představit rozdíly v hmotnosti a velikosti „stínu“ černé díry, vytvořila NASA fascinující animaci, která porovnává známé černé díry s nejtěžším objektem, jaký kdy kdokoli z nás na vlastní oči viděl: se Sluncem.

Srovnání velikosti černých děr

S hmotností jedné sluneční hmotnosti (naše Slunce je referenčním měřením pro jiné velké objekty ve vesmíru) by se naše Slunce nikdy nemohlo zhroutit do černé díry, protože to je možné pouze tehdy, když hvězda dosáhne 3 až 10 násobku naší hmotnosti slunce. Takže jakákoliv černá díra s hvězdnou hmotností ve vesmíru bude mít alespoň trojnásobek hmotnosti nejtěžšího objektu ve sluneční soustavě.

Tyto černé díry s hvězdnou hmotností jsou ve skutečnosti poměrně malé vzhledem k velikosti Slunce. Animace NASA to objasňuje hned od skoku, kdy první černou dírou, se kterou je naše slunce srovnáváno a která má napříč zhruba stejnou velikost, je supermasivní černá díra v trpasličí galaxii J1501, která váží úžasných 100 000 hmotností Slunce.

To nám pomáhá poskytnout nám pěkné, čisté číslo spojené s fyzickým rozměrem délky, kterému rozumíme. Můžeme se podívat na Slunce ze Země a pochopit, že sluneční disk, který vidíme, pokud by byl místo toho nahrazen stínem horizontu událostí černé díry J1601, by doprostřed 100 000krát větší hmotnosti Slunce umístil objekt, náš domácí systém. Důsledky pro katastrofické škody na planetě, které by to pravděpodobně mělo, jsou jasné a je to druh analogie, který je právě v dosahu našeho chápání.

Odtamtud to jde rychle dolů gravitační studnou, když se kamera táhne zpět přes délku sluneční soustavy a odhaluje další známé supermasivní černé díry podél známějšího území pásu asteroidů a oběžné dráhy vnějších plynných obrů. Než se dostaneme do Kuiperova pásu, narazíme na největší supermasivní černou díru, jakou známe, Ton 618, vážící neuvěřitelných 66 miliard slunečních hmot. Dokonce i tehdy je Ton 618 stále v naší sluneční soustavě, alespoň fyzicky.

Jak se supermasivní černé díry tak zvětší?

„Přímá měření, z nichž mnohé byly provedeny pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu, potvrzují přítomnost více než 100 supermasivních černých děr,“ uvedl tento týden v prohlášení NASA Jeremy Schnittman, teoretik z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu. „Jak jsou tak velké?“

Je těžké na to odpovědět, ale nový vývoj v gravitační vlnové teleskopii, který spoléhá na lasery vystřelené směrem k senzorům na extrémně dlouhé vzdálenosti k měření nejjemnějších fluktuací v časoprostoru způsobených sloučením neutronových hvězd a černých děr, může obsahovat odpověď.

To je důvod, proč NASA spolupracuje s Evropskou kosmickou agenturou (ESA) na projektu Laser Interferometer Space Antenna (LISA), který chce využít neuvěřitelnou citlivost detektorů gravitačních vln na Zemi a přebít je tím, že tři emitující senzory umístí ještě dále od sebe. ve vesmíru. Díky tomu by byl výsledný dalekohled ještě citlivější i na ty nejsupermasivní srážky černých děr.

„Od roku 2015 observatoře gravitačních vln na Zemi detekovaly sloučení černých děr s několika desítkami hmotností Slunce díky nepatrným vlnám v časoprostoru, které tyto události způsobují,“ řekl Goddardův astrofyzik Ira Thorpe. „Sloučení supermasivních černých děr vytvoří vlny mnohem nižších frekvencí, které lze detekovat pomocí vesmírné observatoře, která je milionkrát větší než její protějšky na Zemi.“

Jak pomůže LISA prozkoumat nejstarší ze supermasivních děr

Pokud jde o největší ze supermasivních černých děr, jako je Ton 618, jeho extrémní hmotnost není jeho jedinou mimořádnou charakteristikou, kterou je třeba vzít v úvahu.

Ton 618 je jednou z nejvzdálenějších supermasivních černých děr, jaké jsme kdy detekovali, což z ní činí jeden z nejstarších objektů v pozorovatelném vesmíru. To, jak se tito monstra kdykoli zformovali, je samo o sobě fascinující a výzkumníci doufají, že jednoho dne LISA a další podobné přístroje budou schopny měřit gravitační vlny supermasivních srážek černých děr, o kterých někteří spekulují, že byly v raném vesmíru běžnější.

Zdroj: nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-animation-sizes-up-the-universe-s-biggest-black-holes

Foto: Pixabay.com