Oto najbardziej „żarłoczna” czarna dziura. Zwiększa masę szybciej niż przewiduje teoria
Ta czarna dziura robi coś, co w teorii nie powinno mieć miejsca.
Astronomowie badają naprawdę nietypową czarną dziurę, która zachowuje się w zaskakujący sposób. Przekracza przyjęte do tej pory limity, a co za tym idzie, zwiększa masę szybciej niż przewidywała przyjęta przez naukowców teoria.
Co warto wiedzieć o tej wyjątkowej czarnej dziurze? Czy naprawdę jest to przykład łamania praw fizyki?
Czarna dziura, która łamie prawa fizyki?
Dzięki współpracy teleskopów kosmicznych Jamesa Webba oraz Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra odkryto niezwykłą czarną dziurę, która zwiększa swoją masę szybciej niż przewidują znane dotąd teorie.
Na wstępie warto przypomnieć, czym właściwie są czarne dziury. Na Wikipedii czytamy:
To obszar czasoprzestrzeni, którego z uwagi na wpływ grawitacji, nic – łącznie ze światłem i informacją – nie może opuścić. Zgodnie z ogólną teorią względności, do ich powstania niezbędne jest nagromadzenie dostatecznie dużej masy w odpowiednio małej objętości.
Czarna dziura, o której mowa, oznaczona jest jako LID-568 i pochłonęła już masę ponad siedmiu milionów Słońc w ciągu zaledwie 12 milionów lat od początku swojego istnienia. To 40 razy więcej niż przyjmują dotychczasowe teorie.
Została po raz pierwszy zauważona w badaniu Chandra. Rejestrowano obiekty emitujące promieniowanie rentgenowskie w odległym wszechświecie. Promieniowanie to jest produktem ubocznym gazu przyciąganego grawitacyjnie do czarnej dziury, a gdy gaz ten nie może zostać połknięty na raz, gromadzi się w dysku, który staje się wystarczająco gorący, aby emitować promieniowanie rentgenowskie.
Przekroczone limity
Tak, jak było wspomniane wyżej, ta wyjątkowa czarna dziura pochłania materię o wiele szybciej niż przewidują teorie. Tempo wzrostu i jego limity określane są jasnością Eddingtona. Jest to równowaga sił wokół czarnej dziury lub bardzo masywnej gwiazdy – tempa napływu materii do czarnej dziury i ilości promieniowania wytwarzanego przez napływ materii.
Limit Eddingtona to moment, w którym strumień promieniowania skutecznie hamuje dalsze wciąganie materii. Mówiąc krócej: czarna dziura nie powinna już przyjmować materii. Przynajmniej w teorii.
LID-568 jest w tym przypadku naprawdę wyjątkowa, ponieważ dzieje się z nią coś, co teoretycznie nie jest możliwe. Nic więc dziwnego, że jest niezwykle ciekawa w oczach astronomów.
Czy to sprzeczne z fizyką?
Tutaj pojawia się pytanie, czy LID-568 łamie prawa fizyki, skoro przekracza teoretyczne limity. Zdaniem naukowców niekoniecznie tak jest. Przekroczenie jasności Eddingtona może mieć miejsce przez krótki czas. W ten sposób można wyjaśnić mechanizm, dlaczego supermasywne czarne dziury tak szybko zyskały swoją masę.
Julia Scharwächter, astronomka z Gemini Observatory, powiedziała:
Ten ekstremalny przypadek pokazuje, że mechanizm szybkiego karmienia powyżej limitu Eddingtona jest jednym z możliwych wyjaśnień, dlaczego widzimy te bardzo ciężkie czarne dziury w tak wczesnym wszechświecie.
LID-568, według modeli stworzonych przez naukowców, rozpoczęła życie jako stosunkowo niewielka „lekka” czarna dziura o masie około 100 Słońc. Zaczęła istnieć, gdy kosmos miał zaledwie półtora miliarda lat.
Znajdowała się w centrum gigantycznego obłoku gazu molekularnego, którego następnie pochłonęła w całości.
Podsumowując, LID-568 miała wyjątkowe warunki, dzięki którym bardzo szybko zwiększyła swoją masę, jednocześnie obchodząc limit Eddingtona. Takie zjawisko jest możliwe i jak zachodzi dynamicznie, tak trwa krótko i brakuje mu trwałości.
Naukowcy podkreślają, że opisywana czarna dziura nie złamała w ten sposób ustalonych praw fizyki, ale jest świetnym przykładem, że w unikalnych warunkach pewne limity mogą zostać tymczasowo przekroczone.
Jak czytamy na Space.com: obecnie masa LID-568 jest 7,2 miliona razy większa od masy Słońca, w porównaniu do 4,1 miliona mas Słońca Sagittariusa A, który jest czarną dziurą w centrum Drogi Mlecznej.
Źródła: https://www.space.com/the-universe/black-holes/fastest-feeding-black-hole-of-the-early-universe-found-but-does-it-break-the-laws-of-physics
https://pl.wikipedia.org/wiki/Czarna_dziura
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02402-9
https://www.national-geographic.pl/kosmos/znaleziono-wyjatkowa-czarna-dziure-pochlania-materie-az-40-razy-szybciej-niz-przewiduje-teoria/
