Sciencemag.cz
Doporučujeme
Zatím známe 1 nebo 2 typy černých děr. Pozůstatky hvězd a pak obří černé díry uprostřed galaxií. Ono „nebo“ znamená, že si nejsme jisti, zda mezi oběma typy existuje plynulý přechod a jestli ty obří černé díry jsou také původně zhroucené hvězdy, akorát mezitím vyrostlé (druhou možností je, že vznikaly v raných galaxiích nějakou akrecí hmoty, při které se stadium hvězdy přeskočilo).
Pak zde ale mohou být černé díry mnohem menší – ovšem tak, aby ještě byly stabilní. (Věříme-li Hawkingovy, pak malé černé díry se rychle „vypaří“; viz k tomu i občas se objevující nápady, jako že takové nestabilní černé díry mohou vznikat i v zemské atmosféře nebo že by dokonce mohly souviset s kulovým bleskem.) V této souvislosti se uvádějí primordiální černé díry, které snad mohly vznikat v raném vesmíru přímým gravitačním kolapsem hustých oblastí, bez fáze hvězdy. Pokud by takových černých děr bylo hodně, mohly by vysvětlovat i temnou hmotu (nebo alespoň její část) – což je aktuálně asi i hlavní motivace pro jejich hledání.
Primordiální černá díra o velikosti atomu by měla mít hmotnost Mount Everestu (poznámka: 175 miliard tun, našel-li jsem dobře). Hvězda o hmotnosti 1,5 Sluncí by byla stlačena do koule o průměru pouhých 20 kilometrů.
Oscar del Barco ze španělské Universidad de Murcia nedávno navrhl novou možnost, jak tyto objekty detekovat. Charakteristický by měl být signál pocházející z interakce mezi primordiální černou dírou a neutronovou hvězdou. Mělo by jít přitom o neutronovou hvězdu starou, která již vychladla a zpomalila svou rotaci. Takto staré neutronové hvězdy je obtížné detekovat, nicméně by se jich vesmírem mělo potulovat dost.
Z použitého modelu vyplývá, že četnost interakce mezi starou neutronovou hvězdou a primordiální černou dírou by mohla být až 20 událostí za rok (poznámka: zřejmě míněno v naší galaxii). Většinu těchto interakcí by bylo obtížné pozorovat kvůli obrovským vzdálenostem a vhodné orientaci od Země. Nejspíš by k nim docházelo v oblastech, kde předpokládáme vysokou koncentraci temné hmoty. Černá díra může být přitom buď zachycena gravitací neutronové hvězdy a začne kolem ní obíhat, nebo se oba objekty pouze minou. Oběma těmto událostem by měl odpovídat charakteristický a jedinečný signál.
Mělo by se jednat o výtrysky gama záření (GRB, gamma-ray burst), kdy se velké množství energie uvolňuje v podobě úzkých paprsků. Tyto emise mohou trvat od milisekund po několik hodin, uvolňují se např. při fúzích neutronových hvězd a černých děr (kratší záblesky) nebo při explozích supernov (ty delší). Interakci primordiální černé díry a neutronové hvězdy při modelované události odpovídal GRB signál o délce přibližně 35 sekund se speciální charakteristikou: plynulé a trvalé vyzařování, po němž následuje náhlý a rychlý pokles během pouhých několika setin sekundy.
Zbývá jen počkat, zda se výtrysk s takovou charakteristikou podaří zachytit v nějakém dalekohledu… (respektive zda se neobjeví ve starších datech).
Oscar del Barco, Gamma-ray emission from primordial black hole–neutron star interaction, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 516, Issue 3, November 2022, Pages 3447–3453, https://doi.org/10.1093/mnras/stac2331Zdroj: The Conversation a další
Poznámka PH: Otázkou je stabilita primordiálních černých děr, zejména tedy těch s rozměry atomu. Pokud by k podobným interakcím mělo docházet v raném vesmíru, jak naznačuje článek výše, pak z toho vyplývá, že ale blízko nás už tyto objekty dnes nejsou a pak ale zase jimi těžko vysvětlovat temnou hmotu (a také těžko takový signál detekovat)…?
