Černé díry jsou „zelené“  
Ne, nové výsledky mezinárodního týmu astronomů neznamenají zásadní obrat v náhledu na barvu těchto bizardních útvarů. Ukazují ale jak se obří černé díry v jádrech galaxií chovají. Dokáží totiž velmi efektivním způsobem využít jako palivo materiál, který na ně plyne.

 

Zvětšit obrázek
Galaxie NGC 4696 patřící do galaktické kupy Centaurus byla jednou z devíti, na které se vědci pomocí observatoře Chandra zaměřili. Snímek je složený z rentgenového, rádiového a infračerveného záření. Kredit: X-ray: NASA/CXC/KIPAC/S.Allen et al; Radio: NRAO/VLA/G.Taylor; Infrared: NASA/ESA/McMaster Univ./W.Harris

„Pokud byste vyrobili automobilový motor, který by byl tak efektivní jako některá z těchto černých děr, mohli byste ujet miliardu mil na jeden galon paliva,“ říká o výsledcích výzkumu Steve Allen ze Stanford University. Mezinárodní tým pod jeho vedením se zaměřil na staré, málo aktivní černé díry sídlící v jádrech galaxií. Ve srovnání s extrémně zářivými a rychle rostoucími černými děrami v galaxiích zvaných kvasary, které vědci pozorují v ranném vesmíru, jsou tyto „tiché“ až téměř nudné.

 

Zvětšit obrázek
Přehled všech devíti galaxií studovaných v rámci zmíněné publikace. Kredit: NASA/CXC/Stanford U./S.Allen et al.

 

 

Za pomoci kosmické observatoře Chandra astronomové zkoumali černé díry v jádrech devíti eliptických galaxií ležících do vzdálenosti 400 miliónů světelných roků od nás. I tyto galaxie přitom zřejmě v dávné minulosti byly kvasary. Každá z černých děr má hmotnost dosahující miliard hmotností našeho Slunce. Jsou obklopeny tzv. horizontem událostí, oblastí, ve které je gravitace objektu natolik silná, že hmota ani záření odtud nemůže uniknout. Hmota, která se dostane do vzdálenosti kolem miliónu poloměrů horizontu událostí, je černou dírou gravitačně zachycena, začíná se pohybovat směrem k ní a stává se „palivem“ pro pohon černé díry.

 

 

 

Plyn proudící na černou díru nepadá přímo do jejího nitra, ale soustředí se v plochém disku kolem ní, což je jakási „přestupní stanice“ do černé díry. Zde dochází ke tření a vzájemnému působení se silným magnetickým polem, které vede ke uvolnění energie buď ve formě rozptýleného světla nebo úzkých výtrysků hmoty.

 

 

Zvětšit obrázek
Ilustrace znázorňuje plyn dopadající na černou díru. Většina je ho pohlcena, ale část vytváří obří výtrysky směřující pryč od černé díry téměř rychlostí světla. Kredit: NASA/CXC/M.Weiss

 

Většina energie v těchto výtryscích je vyzářena v rádiovém oboru spektra, ale minimálně jedna ze studovaných černých děr produkovala rovněž energetičtější rentgenové záření. „Energie v těchto výtryscích je naprosto obrovská, kolem biliónu biliónů biliónů wattů,“ uvádí Steve Allen. Co je rovněž důležité, výtrysky se šíří od černé díry téměř rychlostí světla a „vykusují“ v okolním prostředí obrovské bubliny, které mohou mít v průměru až desítky tisíc světelných roků.

 

 

 

 

Zvětšit obrázek
Tato ilustrace ukazuje obrovské dutiny (či bubliny), které výtrysky z černých děr „vyfouknou“ v mezihvězdné hmotě v okolí černé díry. Kredit: NASA/CXC/M.Weiss

A právě tyto bubliny pomohly astronomům určit jak efektivní černé díry jsou. Nejdříve odhadli množství paliva ve formě plynu, které má příslušná černá díra k dispozici, aby posléze určili energii potřebnou k vytvoření těchto obrovských bublin. Výsledky se ukázaly být velmi překvapivými. Tyto na první pohled „tiché“ černé díry totiž ve formě výtrysků vysokoenergetických částic vydávají asi 1000krát více energie než vyzáří v elektromagnetickém spektru. Odpověď na tuto otázku není známa. „Je to záhada, jak tyto černé díry výběrově vrhají množství energie do výtrysků, aniž by produkovaly příliš mnoho světla,“ komentuje zjištění další člen týmu Christopher Reynolds z University of Maryland.

 

 

 

A to není všechno. Obrovské množství energie, které černé díry uvolňují formou výtrysků, rovněž ohřívá okolní prostředí a zabraňuje tomu, aby se přítomný plyn ochlazoval a spojoval se do miliónů či miliard nových hvězd. Znamená to, že obří galaxie v podstatě už dále nemohou růst, protože v nich nemohou vznikat nové hvězdy. Jejich centrální černé díry nakonec totiž jejich další růst doslova „umrtví“. Vědci si v současné době nejsou zcela jisti odpovědí na otázku proč největší galaxie ve vesmíru nemohou být ještě větší. Zde zveřejněné výsledky nabízejí možné vysvětlení. A Christopher Reynolds k tomu dodává, že „… (nový výzkum) ukazuje přímou vazbu mezi černými děrami a formováním galaxií, což je v současné astrofyzice žhavým tématem.“

 

Studie rovněž přinesla poznání, že hmota je na takovou černou díru přesouvána plynule po dobu několika miliónů let.


Zdroje:
www.newscientist.com
www.space.com
University of Maryland Press release
NASA Press release

 

Autor: Pavel Koten
Datum: 28.04.2006 06:19
Tisk článku

Související články:

Žijeme v nejlepším vesmíru? Fyzici navrhují, jak otestovat antropický princip     Autor: Stanislav Mihulka (10.12.2024)
Rekordní simulace na Frontieru ohlašuje exakapacitní éru výzkumu vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (27.11.2024)
Pochází temná hmota z Temného Velkého třesku?     Autor: Stanislav Mihulka (21.11.2024)
Mléčná dráha a celá nadkupa Laniakea je součástí Shapleyho koncentrace     Autor: Stanislav Mihulka (15.10.2024)
Jsou černé díry ve skutečnosti zamrzlé hvězdy?     Autor: Stanislav Mihulka (23.09.2024)



Diskuze:

...spíše dost neúčinné

css94381672,2006-05-03 17:45:42

...jelikož účinností se obvykle myslí přeměna vazebné energie materiálu (orbity s poloměrem, pod kterým již dochází k spadnutí materiálu do č.d.) v elektromagnetické záření... z neznámých důvodů však tuto zprávu podávají zdroje, tak jak je psáno --- no - budiž.
Účinnost přeměny energie dopadajícího materiálu v elmag. záření je 5,7-42,3% , podle toho, jak rychle č.d. rotuje (čím víc, tím větší) --- toto však platí jen pro nízké akreční toky, kdy je akreční disk velmi tenký a netvoří se jety.

Odpovědět


pokrač.

css94381672,2006-05-03 17:47:04

Pro vysoké akreční toky účinnost klesá, jelikož akreční disk při přibližování se k černé díře tloustne a plyn do díry vstupuje nikoliv ze stabilní kruhové orbity [plyn se po spirále přibližuje k č.d. --- čím blíže je, tím rychleji obíhá a proto se udrží na oběžné dráze...jenže toto probíhá pouze do určité míry (plyn se vzájemnými srážkami zpomaluje) a ta míra je omezena právě onou stabilní kruhovou orbitou -- když se plyn dostane pod ní, nemá již dostatek energie a padá do č.d.], ale je gradientem tlaku posunut blíž k černé díře (jakoby přetéká) a padá do ní tedy z menšího poloměru.

Odpovědět


pokrač.

css94381672,2006-05-03 17:50:25

Protože energie plynem vyzářená při pádu do č.d. je rovna vazebné energii stabilní k.o., je celková vyzářená energie menší (protože vazebná energie stabilní k.o. je nejvyšší). Krom toho v tlustém akrečním disku dochází k četným absorbcíma reemisím a tak je většina energie uvolňována právě v jetech.

...proto je překvapivé, že jsou tyto staré obří č.d. v eliptických galaxiích, jejichž aktivita je poměrně nízká, tak neúčinné... (nejvíc energie je vyzářeno jetem a elmag. zářením málo)

Odpovědět


..

css94381672,2006-05-03 18:00:51

šmarja sem si to teď po sobě přečetl co sem to spsal --- musím uznat, že to ztrácí integritu ...takže dyštak račte navštívit zdroj na http://astronuklfyzika.cz/Gravitace4-8.htm

Odpovědět

Účinnosť ?

Stanley_B707,2006-04-30 17:20:27

no neviem, ale podľa mňa je účinnosť premeny energie vždy 100%.
napr. žiarovka má účinnosť 100% a to svetlo skoro 10% a teplo 90%, ktomu EM vlnenie apod. spolu teda 100%
napr. Motor má tiež účinnosť 100% a to asi 30% teplo, 5-10% trenie (ohrev pohyblivých častí trením), niečo na teplotu spalín, zvukový doprovod, EMP a zvyšok na mechanickú energiu, či sa mýlim?

Účinnosť popisuje pomer "užitočnej" energie k celkovej, takže žiarovka má väčšiu účinnosť pre chovateľa hydiny ako pre mesto, ktoré spravuje kandelábre.

Odpovědět

re?

Oomega,2006-04-28 12:49:21

proc se tu opakuje s minimalnimi obmenami starsi clanek?

Odpovědět


???

Pavel Koten,2006-04-28 20:32:11

a ktery mate na mysli?

Odpovědět

někdo si vymyslel "vtipný " nadpis...

jája,2006-04-28 11:31:59

a pak to všichni přebírají. Dyk je to trapný přirovnání :o)

Odpovědět


re

css94381672,2006-04-29 23:06:15

...né --- mně se to líbí...hezky mě to navnadilo, co je to zase za pitomost....a vyleze z toho taký zajímavý článek...

Odpovědět

spät k nadpisu,

jura,2006-04-28 08:18:37

preco su teda zelene ?

Odpovědět


k nadpisu

Pavel Koten,2006-04-28 10:46:43

protože se chovají "ekologicky" :-), tj. úsporně využívají palivo

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Zásady ochrany osobních údajů webu osel.cz