Astronómovia našli prvý priamy dôkaz rotácie čiernej diery, čím opäť potvrdili Einsteinovu teóriu relativity. Objav bol uskutočnený štúdiom silných výtryskov energie vyžarovaných čiernou dierou veľkosti Slnečnej sústavy v strede neďalekej galaxie Messier 87. Táto čierna diera s názvom M87 je doteraz najviac študovanou a prvou priamo zobrazené v roku 2019.
Astrofyzici už dlho predpovedali, že čierne diery rotujú, no až doteraz zložitosť vizualizácie vesmírnych príšer sťažovala získanie dôkazov. Svoje výsledky vedci zverejnili 27. septembra v časopise Nature.
„Po úspešnom zobrazení čiernej diery v tejto galaxii pomocou teleskopu Event Horizon (EHT), otázka, či sa táto čierna diera otáča alebo nie, sa stala pre vedcov veľkým problémom,“ uviedol vo vyhlásení Kazuhiro Hada, astronóm z Národného astronomického observatória Japonska. „Teraz sa očakávania zmenili na dôveru. Táto obrovská čierna diera sa skutočne točí."
Čierne diery majú takú silnú gravitačnú silu, že z ich úst nemôže uniknúť nič (ani svetlo), ale to neznamená, že ich nemožno vidieť. Je to preto, že aktívne čierne diery sú obklopené akrečnými diskami – obrovskými oblakmi materiálu vytrhnutými z oblakov plynu a hviezd, ktoré sa trením zohrievajú na horúce teploty, keď sa špirálovito vháňajú do ústia čiernej diery.
Časť tohto materiálu je vyvrhnutá, čím sa vytvoria dva prúdy horúceho materiálu, ktoré sa pohybujú rýchlosťou 99,9 % rýchlosťou svetla asi desatinu času. Ako trysky čiernych dier získavajú obrovskú energiu, ktorú na to potrebujú, zostáva záhadou, ale fyzici použili Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity, aby naznačili, že materiál by ju mohol získať z magnetických polí vesmírnych príšer, ak sa rýchlo otáčajú okolo svojich osí.
Čierne diery pravdepodobne získali časť svojej rotácie už od prvých dní ako hviezdy, ktoré, keď sa náhle zrútili dovnútra, stali sa ako korčuliari naťahujúci ruky, aby sa rýchlejšie otáčali. V priebehu času táto rotácia pravdepodobne rástla rýchlejšie v dôsledku vplyvu prítoku hmoty z hviezd roztrhaných čiernymi dierami alebo z katastrofických zrážok s inými masívnymi objektmi.
Pri hľadaní vysvetlenia tejto nepolapiteľnej rotácie sa astronómovia obrátili na supermasívnu čiernu dieru M87, obrovskú medzeru v časopriestore, ktorá využíva svoju hmotnosť (6,5 miliardy krát väčšiu ako Slnko) na pritiahnutie celej galaxie k sebe.
Štúdiom M87* s globálnou sieťou rádioteleskopov v rokoch 2000 až 2022 astronómovia zistili, že výtrysky čiernej diery tikajú tam a späť ako metronóm označujúci 11-ročný cyklus. To ukázalo, že čierna diera sa pri otáčaní precesuje alebo kolíše na svojej osi ako vretenica.
"Sme nadšení z tohto dôležitého objavu," uviedol vo vyhlásení vedúci autor štúdie Cui Yuzhu, astronóm z laboratória Zhejiang v Hangzhou v Číne. "Pretože vzdialenosť medzi čiernou dierou a diskom je relatívne malá a obdobie precesie je približne 11 rokov, na dosiahnutie tohto úspechu je nevyhnutné nahromadenie údajov s vysokým rozlíšením sledujúcich štruktúru M87 počas dvoch desaťročí a starostlivá analýza."
Okrem ďalšieho potvrdenia Einsteinovej teórie prináša objav rotácie čiernej diery množstvo zaujímavých otázok. Sú medzi nimi tie, ktoré súvisia s tým, aké katastrofické udalosti mohli spôsobiť rýchlu rotáciu, ako aj s možnosťou objavenia fotónových guľôčok – slabého svetelného prstenca obklopujúceho čiernu dieru, ktorý by mohol poskytnúť dôležité vodítka k teórii kvantovej gravitácie.
Prečítajte si tiež: