Nové superpočítačové simulace ale ukazují mnohem násilnější obraz.
Podle fyziků mohou rotující černé díry deformovat časoprostor tak extrémně, že doslova roztrhají vlastní akreční disk — obrovský vír plynu, prachu a plazmatu, který je obklopuje. A právě tento chaotický proces by mohl vysvětlovat jednu z velkých záhad moderní astronomie: proč některé kvazary náhle dramaticky zesílí a pak téměř zmizí.
Černá díra sama nesvítí. Přesto patří k nejjasnějším objektům vesmíru
To zní jako paradox. Černá díra totiž sama o sobě nevyzařuje světlo. Přesto dokážou některé systémy kolem černých děr zářit jasněji než celé galaxie. Důvodem je právě akreční disk.
Když se plyn, prach nebo jiné kosmické trosky dostanou do blízkosti černé díry, nezačnou do ní okamžitě padat. Místo toho vytvoří rotující disk materiálu připomínající gigantický kosmický vír.
Uvnitř tohoto disku vzniká obrovské tření. Materiál se zahřívá na miliony stupňů a začne intenzivně zářit. A právě tak vznikají kvazary — extrémně jasná jádra galaxií poháněná supermasivními černými dírami. Ve skutečnosti tedy často nepozorujeme samotnou černou díru, ale chaos kolem ní.
Vědci dlouho předpokládali relativně stabilní systém
Klasické modely popisovaly akreční disky jako poměrně organizované struktury. Materiál měl pomalu spirálovitě klesat směrem dovnitř a postupně „krmit“ černou díru po velmi dlouhou dobu. Jenže některé kvazary se tak nechovají.
Astronomové už roky pozorují objekty, které během několika měsíců nebo let dramaticky změní jas. Některé téměř zmizí, jiné se znovu rozsvítí. A klasické modely na to nestačily. Právě zde přichází nová práce fyziků z Northwestern University.
Černá díra možná disk doslova roztrhá
Pomocí detailních 3D simulací vědci zjistili, že rotující černé díry mohou extrémně deformovat okolní časoprostor. A pokud akreční disk není dokonale zarovnaný s rotací černé díry, začne se celý systém destabilizovat. Vzniká doslova gravitační konflikt.
Tření a tlak uvnitř disku se snaží strukturu udržet pohromadě, zatímco deformovaný časoprostor ji začne trhat na vnitřní a vnější část. Výsledkem je kosmická katastrofa.
Vnitřní část disku je rychle pohlcena černou dírou. Pak se materiál z vnější části znovu sesype dovnitř a celý proces se opakuje. A podle simulací může jeden cyklus trvat jen několik měsíců.
To by mohlo vysvětlit „blikání“ kvazarů
Kvazary patří k nejjasnějším objektům známého vesmíru, ale některé z nich se chovají podivně nestabilně. Jejich jas kolísá mnohem rychleji, než dovolovaly starší modely. Nové simulace ale ukazují možné vysvětlení: vnitřní část akrečního disku může být periodicky ničena a znovu doplňována.
Když vnitřní oblast zmizí, kvazar dramaticky zeslábne. Když se disk znovu „naplní“, objekt se rozsvítí. Vesmír tak možná nepozoruje klidné krmení černé díry, ale sérii gravitačních kolapsů a prudkých návratů.
Problém možná vznikl kvůli jedné velké domněnce
Desítky let fyzici automaticky předpokládali, že akreční disk rotuje stejným směrem jako černá díra. Jenže to vůbec nemusí být pravda.
Plyn, který černou díru „živí“, může přicházet z různých směrů po chaotických galaktických srážkách nebo gravitačních interakcích. A právě nesoulad mezi rotací disku a černé díry zřejmě vytváří extrémní nestabilitu. To zásadně mění představu o tom, jak supermasivní černé díry rostou.
Vesmír možná není elegantní. Ale násilný
Na černých dírách je fascinující jedna věc: čím více je fyzici studují, tím méně připomínají jednoduché kosmické objekty. Moderní astronomie stále častěji ukazuje vesmír jako prostředí plné turbulence, gravitačních střetů a extrémních procesů, které nemají v běžné lidské zkušenosti obdoby.
A právě akreční disky jsou jedním z nejlepších příkladů.
Z dálky vypadají elegantně. Ve skutečnosti ale možná připomínají spíš kosmický mlýnek, kde gravitace deformuje časoprostor natolik silně, že dokáže rozervat samotný proud hmoty padající do černé díry.
VÍCE NA TÉMA ČERNÝCH DĚR
Zdroje: NASA, ESA, Space.com, Science Direct, img ai generated leonardo ai
