Když se ve vesmíru pozvolna srazí dvě galaxie a pak v nesmírně drtivém gravitačním objetí splynou jejich supermasivní černé díry, tak už to je pro nás na samotné hranici představitelnosti. Astronomové teď ale nečekaně vystopovali ještě vzácnější a ještě hůře představitelnou událost – systém tří supermasivních černých děr, jejichž osudem je srazit se a splynout.
Ryan Pfeifle z americké George Mason University ve Fairfaxu, stát Virginia, a jeho spolupracovníci vlastně původně hledali dvojice splývajících černých děr. Pak ale narazili na podivuhodný galaktický systém SDSS J084905.51+111447.2, který je od nás vzdálený asi miliardu světelných let. Je to zatím nejvěrohodnější známý systém, který zahrnuje tři aktivní supermasivní černé díry ve vzájemném gravitačním objetí. Až splynou, tak to bude pořádná gravitační pecka.
Na tomto objevu se podílela celá řada teleskopů, pozemních i vesmírných. Na počátku byl americký teleskop Sloan Digital Sky Survey (SDSS) v Novém Mexiku, který na svých snímcích velkých úseků oblohy v oblasti viditelného světla zachytil i zmíněný galaktický systém (ve zkrácené verzi SDSS J0849+1114). Pak vstoupila na scénu občanská věda známého projektu Galaxy Zoo. Nadšení lovci galaxií označili tento systém jako srážku galaxií, čímž se stal pro astronomy zajímavějším.
Následně americký vesmírný infrateleskop WISE zjistil, že tento systém intenzivně září v infračervené oblasti, což naznačovalo, že tam je více než jedna aktivní supermasivní černá díra. Pak přišel na řadu pozemní teleskop Large Binocular Telescope (LBT) v Arizoně a americké vesmírné teleskopy Chandra a NuSTAR. Rentgenové observatoře objevily v systému SDSS J0849+1114 rentgenové zdroje, které odpovídají supermasivním černým dírám, a také obrovská oblaka plynu a prachu, která typicky doprovázejí splývání černých děr. Výjimečný objev nakonec potvrdila data z optických teleskopů SDSS a LBT, na nichž jsou zřetelné stopy přítomnosti tří aktivních supermasivních černých děr.
Nutnost zapojení celé řady teleskopů a observatoří ukazuje, proč jsou podobné objevy systémů s více supermasivními černými děrami tak málo známé. Takové systémy totiž bývají obklopené množstvím plynu a prachu, který pohltí většinu jejich záření. Každý z použitých teleskopů či observatoří poskytl vědcům část informace. Když to vše dali dohromady, tak se objevil trojitý systém supermasivních černých děr. Stejný postup přitom bude možné využít i v budoucnu, pro hledání dalších takových systémů.
Jak autoři studie upozorňují, dvojité či trojité systémy supermasivních černých děr jsou sice na obloze v dané chvíli velice výjimečné, ve skutečnosti jsou ale zřejmě relativně běžnou součástí evoluce galaxií. Galaxie, jak známo, to mají rády na divoko. Jejich evoluce postupuje cestou nenasytného kanibalismu, protože galaxie se navzájem lačně požírají. Jenom to probíhá na poněkud odlišné časové škále, než jsme zvyklí.
Video: A Quick Look at Triplet Black Holes
Literatura
NASA Chandra 25. 9. 2019.
Extrémně vzácná trojice kvasarů vzdálená 9 miliard světelných let
Autor: Stanislav Mihulka (17.03.2013)
Dvojice supermasivních černých děr v gravitačním tangu
Autor: Stanislav Mihulka (07.12.2013)
Dvojice monstrózních černých děr těsně před apokalyptickou srážkou
Autor: Stanislav Mihulka (08.01.2015)
Diskuze:
srážka
David P.,2019-10-01 14:31:42
Mohl by mi prosím někdo vysvětlit, jak může docházet ke srážkám galaxií? Pokud v jeden moment (Velký třesk) vyletí veškerá hmota z jednoho bodu a dochází k jejímu rozpínání, neměl by kolizní kurz nikdy nastat, ne?
Re: srážka
Ales Podhorsky,2019-10-02 08:54:50
Třesk se nevysvětluje tak, že by hmota vylétla z jednoho bodu, ale že se samotný prostor roztáhl (a stále se roztahuje).
Nyní je to rozpínání relativně slabé, takže gravitační působení hmoty na své okolí je výrazně silnější a co je u sebe "blízko" se prostě přitahuje. Ostatně to samé co platí pro různé galaxie platí i pro objekty v rámci galaxie, hvězdy, planety atd.
Re
František Ála,2019-09-30 16:47:14
@gravitační pole kolem černé díry už je přítomno a nedovolí světlu vůbec odletět - to dává smysl :) i když si myslím že by to tak být nemuselo
@prostoročasy - no právě, teď mi to sedí mnohem víc, asi je to že to mělo bylo spíš ta OTR než STR, paradox dvojčat i jiné příklady jsem si znova prošel, díky
Asi stáčím diskuzi od článku víc k vlastním myšlenkám, snad to nevadí pořád se ovšem točí kolem díry
Paradox dvojčat jsem pročetl, myslím že jsem ho pochopil alespoň lépe, možná do toho mícham éter / pole vakua.. tak já bych to tu rád popsal jak jsem o tom přemýšlel, vlastně od Dopplerova jevu a Red/Blue shiftu, a budu samozřejmě rád za komentáře, zvědavost :)
Je mi jasné že spoustu chytrých lidí to spočetlo a nějak experimentálně oveřilo, ale prostě mi to nedá, třeba jsem objevil novou lívancovou fyziku :) aby jste se neurazili že tu plácam o placaté Zemi - já si jen myslím že černé díry by mohli být jako palačinky a čas konstantní..
od teorie relativity to vnímám a přijde mi že je to s ní v souladu:
Pozorovatel A,B,C vůči sobě v klidu - vesmírný vlak 6 světelných sekund dlouhý, stěna-pozorovatel L,P, uprostřed zelená LEDka který začne blikat s periodou 1 vteřina někde v úseku mezi A a Blue
C▒
▒A ----------->>>>>█L----(S)----P█ >>>>> ------------ B▒
Vesmírný vlak proléta těsně kolem planety A k B stálou rychlostí 0.5 rychlosti světla, přitom míjí planetu C která je trochu vzdálená od přímky pohybu vlaku.
V soustavě vlaku, LSP jsou v klidu, první zelený záblesk dorazí k L i P současně a oba uvidí první záblesk za 3 vteřiny, poté každou vteřinu bez posuvu.
Vůči A se vlak LSP vzdaluje stálou rychlostí 0.5c , k B se přibližuje 0.5c
A vnímá záblesky s periodou 1.5 sec (?), s rudým posuvem (?), B s periodou 0.5 s modrým posunem (?)
k C se ovšem relativní rychlost mění, od +0.5c k -0.5c, mění se vzdálenost od vlaku k C a při těsném průletu je nejnižší,
modrý posuv se plynule změní v rudý a při nejblížší vzdálenosti je na okamžik světlo téměř bez posuvu v původní zelené barvě, perioda mezi záblesky se také plynule mění od ~0.5 k ~1.5 vteřiny (?)
pro pozorovatele A, př. při prvním záblesku bylo L od A vzdaleno 1000 světelných sekund, S 1003 a P 1006,
dorazí první záblesk z S přes L k A za 1003 vteřin a odraz od S -> P ->A za 6+6+1003, 1015 vteřin, tedy vlak bude zdánlivě dlouhý ne 6 ale 12 vteřin v rudém posuvu.
pro B to bude naopak, pokud vzdálenost PB je 1000, nejprve uvidí P za 1003 vteřin a odraz L za 2+2+1003, 1007 vteřin a vlak bude zdánlivě 4 sec dlouhý v modrém posuvu.
pro C se bude plynule měnit barevný posun a zdánlivá délka vlaku.
Pochopil jsem toto správně? Případně kde je to jinak?
Teď úvaha, vím že už to zavání palačinkovou teorií, ale přijde mi to dost možné - při letu lodi Enterprise :) - letící k Zemi nejprv podsvětelnou a pak zrychlenou na dvojnásobnou rychlos světla, lidé na Zemi uvidí loď až když bude u nich, ale zdánlivě poletí otočená naruby směrem od nich a pak se tepr otočí. V momentě zrychlování kdy dosáhne světelné rychlosti narazí "světelná tlaková vlna", asi něco jako gamma záblesk.
Připomíná mi to "rozpínání vesmíru" mezi galaxiemi, ve skutečnosti by se vzdalovali nadsvětelnou rychlostí a tím by pozorovatel viděl jejich obraz v rudém posuvu asi s opačnou fázi. Přijde mi to mnohem "logičtější" že prostor vesmíru a čas zůstavá stejný.. jo jistě existují experimenty.
A pak ještě gravitaci a to už se dostávám k palačinkové teorii a možná tomu překonanému éteru, že světlo se pohybuje v "poli vakua" které je jako chaotický plyn, hmotá letící v poli spolu nijak asi nereaguje, ale světlo se vyzáří a pohybuje se polem.. gravitace bych pak vnímal tak, že hmota snižuje v prostoru tlak "částice vakua" a tím okolní vyšší tlak natlačuje hmotu k sobě, asi by tím dočasně rychlostí světla zřejmě zanedbatelně zvýšil tlak mezi "zdánlivě se přitahujícími" tělesy.. v méně hustém "vakuu" by se světlo pohybovalo pomaleji a snad kolmo uprostřed úsečky přitahujících se dvou sluncí nepatrně rychleji. Světlo by pak bylo hmotou ohýbáno proto, že "vakuum" mimo hmotný objekt by mělo tendenci natlačit se do hmoty. Hm, jakoby hmota požírala "vakuuové částice". A od toho je kousek k černé díře s pólovým vyzařováním jako tenoučká placka, která pustí světlo jen v tenkém kuželu z pláště, který je v jednom rozměru velmi tenký vůči druhému směru a tak vyzařuje především kolmo na plochu disku.
Re: Re
František Ála,2019-09-30 18:29:41
hmm urcite tam mam chybu, jeste mi doslo ze kdyby Enterprise letela nadsvetelnou kolem zeme, stejne jako v prikladu s Vesmirnym vlakem by zdanlive pri pruletu okolo na chvili byla videt bez rudeho/modreho posunu a dokonce by se pak zdalo ze leti dvakrat, jedno ve smeru jednou protismeru.. jako by letela z jednoho mista dvema smery.. nelitaji nekdy fotonu v paru proti sobe? kdyby leteli vyrazne nadsvetelnou rychlosti.. kdybych nekoho stval tak mi to klidne reknete :)
Re: Re: Re
Stanislav Poutník,2019-09-30 21:33:56
Jenom taková hloupá myšlenka, co když jsou černé díry naopak bez gravitace, taková díra v prostěradle jak známe z videí z ytb, prostěradlo-koule. Taková díra bez ničeho, byly odebrány všechny vlastnosti hmoty, taková jeskyně pod řekou, která vytvoří vír.
Re: Re: Re: Re
František Ála,2019-09-30 21:41:10
Nevím, asi většina lidí si to myslím myslí a mají to spočítané :)
Ještě přitopím, co když je reliktní záření jen velmi do ruda posunutý velmi nadsvětelně se pohybující hmota?
Co když, no dobře tady se docela hodí ta fotografie s dinosaurem, uznávám :) světlo někdy funguje tak že dva fotony letící od sebe jsou "jedním" s opačnou fází vlnění.. entaglement (?) .. a že světlo určitým způsobem je všude dokud se nemusí rozhodnout kde bude - tam mířím od double slit experimentu z qf
Re: Re: Re: Re: Re
Stanislav Poutník,2019-09-30 21:57:13
Jestli je to ten dvouštěrbinový experiment tak to jsem asi moc nepochopil, osobně si myslím, že pozorování nebo měření nemůže změnit stav věcí a že se ty fotony chovají pořád stejně, buď tedy jako vlna nebo částice. A jestli dobře chápu ten entaglement tak mě napadají jiné důvody třeba to, že je pevně dáno jakou fázi budou mít prostě opačnou.
Re: Re: Re: Re
Karel Ralský,2019-10-03 00:11:46
Podle mého laického názoru jste nejblíž "pravdě" do jiného časoprostoru,
jenže co s gravitací ta je způsobena obrovskou hustotou stlačené hmoty v prstenci v našem časoprostoru( jako lokomotiva která táhne vagóny) okolo této díry, a možná jich je ve těch prstenců několik kdy ty poslední už mají takovou rychlost, že už se v našem čase nemůžou zobrazit ani fotony.
Podle mého laického názoru se energie, která se takhle protunelovala opět v prstenci kondenzuje a tím vytváří další časoprostor.
(těsně pře dalším dosažením rychlosti světla ve svém prostoročase v prstenci, který jsem zde na webu předpověděl ještě před zveřejněním fota černé díry)
A jelikož obsahuje informaci, tak se skládá podobně jako byla informace o hmotě před pádem i když ne úplně stejně.
A i náš vesmír se nachází v podobném prstenci okolo černé díry a reliktní záření jsou jeho okraje.a podle mně laika je velký třesk nesmysl, pokud nepovažujeme za expanzi rychlé a nezpomalující se vzdalování z jiného času, ale právě to stále rychlejší vzdalování hovoří v můj prospěch tedy "pádu do bezčasí nebo "jiného času(podobně jak se vzdaluje hrana vodopádu)"" a stačí si dosadit do vzorečku Mínus místo Plus tak bude konstanta i reliktní záření sedět a nebude k tomu potřeba temná energie.
A temná hmota je jen zvlnění našeho prostoru okolo baryonové hmoty, který v jiném čase v našem prostoru je mnohem "hustší" než samotná hmota a to tak že jej "propálí" až váha hmoty tří sluncí.
Re:
Stanislav Brabec,2019-09-30 23:05:08
Nebude. Než dojde ke kolizi, bude už dávno LIGO ve šrotu, a možná, že i celá Země neobyvatelná kvůli stárnoucímu Slunci.
A i kdyby LIGO přestál věky, tak toto je mimo jeho frekvenční rozsah.
V tomto případě bych spíš zvolil jiné pořekadlo: Proč stahovat kalhoty, když brod je ještě (několik světelných let) daleko.
galaxie se lačně požírají
František Ála,2019-09-29 15:20:28
to zní hrozivě, třeba se jen rádi kamarádí a tulí. Další článek o dírach které mě zaujali, tak bych tu ještě jednou zduplikuju, třeba mi někdo ukáže jak to je, svůj napůl dotaz napůl pohled na díry - - ..obecně k černým dírám, nemám k tomu vzdělání ale zajímá mě to.. jestli platí že se gravitace šíří rychlostí světla, já prostě nemůžu uvěřit tomu Einsteinovy že světlo prohraje a neuteče z díry ven, tedy v nevěřím v singularity, protože - na plášti či horizontu událostí je přeci bod, kdy gravitace působí kolmo do těžiště. paprsek světla který vyletí v opačném směru rychlostí světla, gravitace nemá na něj vliv nepředhoní ho, zhruba jako nad*zvuková rychlost jako tlak v trysce rakety apod. Spíš mi dává smysl že v závislosti na hmotnosti aj. bude omezený vyzařovací-únikový kužel.. to mi připomíná ty kužele pulsarů u rotujících černých děr, já bych řekl že spíš šišek s nenulovými rozměry -edit, spíš placky než šišky, lívancová teorie černých děr zní lépe než šišková - tak jsem jen zvědavej jak to s tou gravitací a světlem prý nevyzařovaným z děr (nemyslím Hawkingovu radiaci) je.. ps: ano jsem osel a nestydím se za to
Re: galaxie se lačně požírají
Pavel Hudecek,2019-09-29 19:51:36
Problém s horizontem ČD je, že se jedná o topologickou záležitost. Hmota zakřivuje prostor. Pod horizontem je zakřivený tolik, že všechny cesty vedou dolů. Chápu, že to není představitelné, stejně jako třeba 4 na sebe kolmé čáry, ale to je nedokonalost lidského mozku, s tím se musíme smířit.
Singularita je od počátku chápána jako nedokonalost chápání:-) Vlastně všechny gravitační teorie k něčemu takovému nutně vedou. OTR je z nich jen první, kde si lidé všimli, že neznají nic, co by hmotě zabránilo ve zhroucení do bodu. Totéž jde i podle Newtona, ale té hmoty je potřeba mnohem víc.
No a pak přišla kvantovka se svým principem neurčitosti a ten zas právě takový bod zakazuje. Tím je v podstatě vyřešeno. Zbývá jen detail, co se tam přesně děje, ale do toho se nikomu moc nechce, protože je to jen takové plané plkání bez možnosti ověření. Časem se k tomu ale dojde oklikou přes jiné výzkumy z kvantovky.
Re: galaxie se lačně požírají
Peter Somatz,2019-09-29 22:01:19
Gravitacia nemusi svetlo predbiehat. Gravitacia uz v tom okoli hmotneho telesa je - vo forme zakriveneho priestoru. To znamena ze to svetlo vbehne do prostredia, ktore mu hovori: "Otoc to naspat" :)
To ze sa gravitacia siri rychlostou svetla nema prakticke vyuzitie - pretoze ten gravitacne "upraveny" priestor sa akoby stale taha s hmotnym telesom. Ale pouziva sa to v nerealistickych prikladoch typu: Keby zrazu slnko zmizlo, tak u nas to gravitacne zistime az za 8 minut.
Re: galaxie se lačně požírají
Lukáš Langšádl,2019-09-29 23:16:34
No este by se to dalo pojmout jako ze gravitaci vezmeme fotonu hybost a protože foton bez hybnosti nemůže existovat tak prostě zanikne ale záleží na vektoru .. Jestli z fotonu bude polární výtrysk nebo metacastice za hranici horizontu
Re: Re: galaxie se lačně požírají
František Ála,2019-09-30 12:34:24
Díky za různé příklady, ano neumím si to představit a bez hlubšího pochopení teorie a důkazů by moje dotazy či představy jak by to mohlo fungovat mohli být pro někoho spíš k smíchu jak flat-earth a vůbec na to nereagovat takže díkes :) .. jo zas to není vědecká konference ale diskuze k populárnímu článku tak snad je to tu správné místo..
Na střední škole (výšku nemám) si doteď pamatuju že jsme STR měli a ptal jsem se přímo p.učitelky a nemohl se s tím nějak smířit, že když cestuje raketa relativistickou rychlostí někam ze Země a pak zpět, pro pozorovatele ze Země uplyne jiná doba než pro posádku rakety, doslova jsem se ptal, co když na Zemi stavěli třeba pyramidu 100 let, tak pro pozorovatele ze Země už bude dostavěná a pro posádku rakety ne? Řekla že je to tak a pak jsem se ptal, to by ale znamenalo že každý kdo se vzhledem k někomu pohybuje jinou rychlostí či směrem žije ve svém trochu odlišném vesmíru? Prý je je to tak, ale s tím se nějak nemůžu smířit a nevěřím tomu, nedávno jsem o tom dost přemýšlel a přijde mi že tomuto se lze poměrně jednoduše "vyhnout" a kam to vede .. anebo mi to tenkrát učitelka řekla nesprávně a nezávisle na rychlostech zažíváme všichni "stejný vesmír", jen ho dočasně vidíme jinak, jako třeba vzdálené hvězdy?
Re: Re: Re: galaxie se lačně požírají
Pavel K2,2019-09-30 13:08:44
liší se "prostoročasy" a to tak razantně, že např. se může lišit časová souslednost, tj. jeden pozorovatel vnímá jako první událost A, potom B, jiný to vnímá obráceně, třetí je může vnímat jako současné. Ale pokud se pozorovatelé nepohybují navzájem rychlostí blízkou rychlosti světla, tak jsou ty efekty velmi malé, například i uvedená kolize černých děr probíhá pro všechny pozorovatele, kteří nejsou hodně blízko některé z těch černých děr, víceméně dost podobně.
Re: Re: Re: galaxie se lačně požírají
Pavel Hudecek,2019-09-30 13:26:39
Je dobré si uvědomit, že to S v STR znamená speciální, tedy speciální případ pohybu bez zrychlení. Takže kosmonauti letící tam a zpět to budou mít složitější, podle OTR (O obecná).
Takže pro Vaše "na Zemi stavěli třeba pyramidu 100 let, tak pro pozorovatele ze Země už bude dostavěná a pro posádku rakety ne" samozřejmě platí, že když dejme tomu před začátkem stavby odletí a po dostavění se vrátí, bude dostavěná i pro ně. Jinak to samozřejmě nejde. Jen z jejich pohledu neuplyne 100 let, ale méně. Když poletí hodně rychle, tak třeba 10 sekund:-)
Dohledejte si "Paradox dvojčat". U něj je tento problém obvykle dobře vysvětlen.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
