CHANDRA ODHALILA NOVÝ DŮKAZ PRO UDÁLOSTNÍ HORIZONT KOLEM ČERNÉ DÍRY

 

Dolores Beasley, NASA HQ

Steve Roy, Marshall Space Flight Center, Huntsville

Megan Watzke, Chandra X-ray Observatory Center, CFA, Cambridge

 

SAN DIEGO -- Astronomové, kteří pracují s NASA Chandra observatoří studují okolí černých děr. Jejich práce velmi posílila argumenty pro existenci "událostního horizontu", jakési "jednosměrné membrány" kolem černých děr, která byla předpovězena Einsteinovou teorií relativity. Toto zjištění bylo prezentováno na setkání Americké astronomické společnosti.

Zde to uvedl Drs. Michael Garcia, Jeffrey McClintock, Ramesh Narayan a Stephen Murray z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a Dr. Paul Callanan z University College, Cork, Irsko.

Výsledky se podstatně liší od začátku studia černých děr, Garcia a jeho kolegové ukázali, že nedávno objevené černé díry nejsou pouze extrémně husté, ale opravdu mají událostní horizonty, které jsou "vakuem" energie pro jejich okolí.

Určit skutečný věk astronomických objektů je obtížný a proto jsou důležité historické záznamy o supernovách. V této souvislosti máme určité informace ze zápisů asijských astronomů například týkající se supernovy z roku 1054, kde dnes pozorujeme Krabí mlhovinu.

Na základě dat observatoře Chandra a předešlého rtg satelitu ROSAT Chandra tým studoval přes deset rtg nov, jsou tak pojmenovány proto, že občas vybuchují a zjasní se v rtg oboru a pak jsou zase desetiletí v období klidu. Velký výlev v rtg oboru se děje vlivem proudu plynu, který je vtahován z povrchu Slunci podobné hvězdy, která je jednou složkou na složku druhou, která je kompaktním objektem černou dírou nebo neutronovou hvězdou.  Porovnáním výkonu "odpočívající" rtg novy, tým odhalil, že zdroje s černou dírou emitují pouze jedno procento z celkového množství energie jak emituje rtg nova s neutronovou hvězdou.

"Většina přímého výkladu těchto pozorování je, že kandidáty na černou díru studujeme v událostním horizontu, který spolyká skoro všechnu energii, která je kolem černé díry," řekl Murray. "Skutečně jeden aspekt této práce je ten, že tato práce ukazuje proč černé díry si zasloužily pojmenování černé.

"Událostní horizont je vymezením typickým pro černou díru, ale zřejmě je to velice nesnadné detekovat, protože padající materiál na událostní horizont je pozorovatelný pro jediný okamžik jak se ponoří dovnitř rychlostí světla," řekl McClintock. "Porovnání černých děr s jejich blízkými příbuznými neutronovými hvězdami může být slibnou cestou dosáhnout na událostní horizont."

Jestliže zkolabovaná hvězda je neutronovou hvězdou s pevným povrchem, energie musí být uvolněna, když hroutící se materiál dopadne na tento povrch. Na rozdíl toho, jestliže akreující objekt je černá díra tak tam není pevný povrch, na který by udeřil materiál. Namísto toho obojí jak energie tak i materiál bude ztracen pohledu navěky, jakmile jednou přejde událostní horizont. Malé množství energie může uniknout právě před překřížením událostního horizontu, ale vědci se domnívají, že by to mělo být mnohem méně než se uvolní energie z hmoty dopadající na povrch neutronové hvězdy.

"Pozorovaná hmota vtéká do černé díry jako by dosedala proti proudu vodopádu a pozorovaná voda zdánlivě mizí na okraji," řekl Narayan, vedoucí Harvard Astronomy Department. "Nicméně, jestliže vodopád byl nahrazen hrází - analogicky s povrchem neutronové hvězdy - pak by se voda hromadila a bylo by vidět mohutné jezero".

Proč jsou odpočívající zdroje s černou dírou asi stokrát slabší než zdroje s neutronovou hvězdou? Množství materiálu padající k zkolabované hvězdě a následná uvolněná energie jsou téměř stejné v případě kdy kompaktním objektem je černá díra nebo neutronová hvězda. Proto pozoruhodný rozdíl v jasu podle týmu je způsoben událostním horizontem, kde dovnitř vtéká materiál nekonečně velkou gravitací. Toto je rozdíl od poměrů na neutronové hvězdě, která má normální povrch.

Pozorováním pohybu kompaktní hvězdy u rtg novy může být odhadnuta hmotnost zkolabované hvězdy. V některých případech je tato hmotnost větší než tři hmoty sluneční. Nad touto mezí gravitační síla podle Einsteinovy teorie relativity již drtí neutronovou hvězdu nebo jiný kompaktní objekt na černou díru. Toto je možný test k zjištění, zda se jedná o černou díru.


(podle CXC PR 01-03 z 11.1.2001 připravil PH)