Credit: ESA/Hubble, N. Bartmann., CC BY-SA

Jak detekovat primordiální černé díry? Možná pomocí neutronových hvězd

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)…?

Rovina oběhů planet je vůči rotaci hvězdy nakloněná běžně

Astronomové si dlouho lámali hlavu, proč mají všechny planety v naší Sluneční soustavě mírně nakloněné …

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close