Časopis Science nedávno publikoval štúdiu astronómov, ktorá predpokladá zrážku dvoch obrích čiernych dier. Aká je podľa vás pravdepodobnosť, že k udalosti dôjde a vedci ju vôbec po prvýkrát budú mať možnosť pozorovať?
Podľa autorov štúdie sú v galaxii vzdialené 1,2 miliardy svetelných rokov od Zeme dve superhmotné čierne diery, ktoré sa k sebe približujú. V pozorovanej galaxii dochádzalo v posledných troch rokoch k periodickému zjasňovaniu a zoslabovaniu žiarenia. Najpozoruhodnejším faktom je, že sa perióda počas tejto doby skrátila z jedného roka na mesiac. To by zodpovedalo tomu, že môže ísť o systém dvoch čiernych dier, ktoré sa k sebe približujú. Ak by sa to potvrdilo, vedci by zrážku dier očakávali už za asi tristo dní. Ak by išlo o zrážku dvoch čiernych dier, moment ich splynutia by zrejme sprevádzalo veľké zjasnenie. Zatiaľ pozorovania naznačujú, že napriek skracovaniu periódy zjasnenie skôr slabnú. Je otázkou, či to nie je v rozpore s hypotézou zrážky čiernych dier.
Čítajte aj Roskosmos: Americký astronaut sa vráti na Zem ruskou kozmickou loďou Sojuz
Aké sú pre tento jav alternatívne hypotézy?
Napríklad že do čiernej diery dopadá hviezda, v tomto prípade ale nebýva meniaca sa perióda zjasňovania taká rýchla ako v galaxii, kde sa stret očakáva. Mohlo by ísť o nestability v akrečnom disku, teda disku hmoty, ktorá sa na čiernu dieru nabaľuje. Prípadne by mohlo ísť o javy blízke takzvaným kvázi periodickým erupciám, ktoré sme objavili relatívne nedávno. Pri nich dochádza k nečakaným zjasneniam, ktoré sa po nejakom čase opakujú. Ako ale názov napovedá, nejde o periodické zjasňovanie. Vysvetlením teda nie je pravidelný pohyb dvoch telies. Pri žiadnych z týchto procesov však neočakávame periodické správanie sa zmenšujúcou sa periódou. Hoci teda nemôžeme potvrdiť, či v tomto prípade ide skutočne o zrážku dvoch superhmotných čiernych dier, javí sa pozorovaná udalosť ako jedinečná.
Zdvihla spomínaná správa záujem o galaxiu, v ktorej by k zrážke mohlo dôjsť?
Áno, práve preto aj autori zverejnili ešte nerecenzovanú správu. Chceli včas informovať vedeckú komunitu a tiež nalákať kolegov, aby sa na daný objekt zamerali rôznymi teleskopmi a detailne ho študovali. Ďalšie pozorovania naznačia, ako veľmi jedinečný tento zdroj je a k čomu tam dochádza.
Aké možnosti na pozorovanie tak vzdialenej galaxie majú astronómovia k dispozícii?
Autori štúdie skúmali záblesky na rôznych vlnových dĺžkach ako v bežnom svetle pomocou pozemských teleskopov, tak aj v infračervenej a röntgenovej oblasti kozmickými družicami. Röntgenová družica SWIFT, ktorá zdroj pozorovala každý druhý deň v období od konca novembra do konca roka, pomohla spresniť odhad, kedy by malo dôjsť k finálnej zrážke. Pre túto družicu je teraz zdroj nepozorovateľný, pretože sa galaxia premieta na oblohe relatívne blízko Slnka. Prevziať štafetu ale môžu iné družice, ktoré sú menej citlivé na blízkosť zorného poľa k Slnku. Avšak aj SWIFT sa k objektu určite opäť vráti – za tých sto až tristo dní Zem prejde veľký kus na svojej obežnej dráhe okolo Slnka a zase sa priestor otvorí.
Čo sa dá očakávať, pokiaľ by k zrážke došlo?
Mohlo by nastať výrazné zjasnenie naprieč celým elektromagnetickým spektrom, teda od rádiovej oblasti cez infračervenú, viditeľnú ultrafialovú, röntgenovú až po gama žiarenie. Nežiarili by samozrejme samotné čierne diery, ale hmota, ktorá okolo nich obieha a veľké množstvo uvoľnenej energie by sa určite prejavilo žiarením, rázovými vlnami vedúcimi k sekundárnemu žiareniu a podobne. Pravdepodobne by to tiež spôsobilo vyslanie energetických častíc. Napríklad projekt IceCube na Antarktíde by mohol detekovať spŕšku neutrín. Ide o energetické častice, ktoré sa pohybujú prakticky rýchlosťou svetla, majú nulovú alebo veľmi malú hmotnosť a vďaka tomu môžu byť natoľko urýchlené, aby dorazili len s minimálnym oneskorením oproti žiareniu.
Čítajte aj Apple predstavil jeden z najvýkonnejších počítačov na trhu. Stojí 9-tisíc eur
Vzhľadom na vzdialenosť galaxie by k zrážke došlo pred viac ako jednou miliardou rokov. Môže tento fakt pozorovanie nejako ovplyvniť?
To vôbec nevadí. My sa o zrážke nemôžeme dozvedieť skôr, než k nám dorazí svetlo. Ani gravitačné vlny by neprišli skôr, aj tie sa šíria rýchlosťou svetla. Preto stále môžeme hovoriť, že by sme takú udalosť, pokiaľ by skutočne nastala, sledovali v priamom prenose a nie spätne po miliarde rokov.
Čo sa týka budúcnosti výskumu superhmotných čiernych dier, veľa nádejí sa vkladá do projektu LISA – prvé plánované vesmírne observatóriá na detekciu gravitačných vĺn…
LISA bude na pozorovanie zrážok superhmotných čiernych dier tým najlepším nástrojom. Keby sme ju mali už dnes, mohli by sme z vyššie spomínaného zdroja gravitačnej vlny detekovať. Pozemské gravitačné observatóriá sú voči takto ťažkým čiernym dieram slepé. Majú krátke ramená, a preto zachytia zrážky hviezdnych hmotností. Len vo vesmíre je možné zostaviť detektor, ktorý môže pozorovať gravitačné vlny zo splynutia superhmotných čiernych dier. Očakávame, že LISA potom objaví niekoľko takýchto udalostí. K jej vypusteniu však nedôjde skôr ako v roku 2034.
Čítajte aj Labute budú menej hynúť po zásahu elektrinou. Pomôžu im bezpečnostné prvky
Majú astronómovia dostatok informácií, aby mohli potvrdiť prípadnú zrážku aj bez dát z observatória LISA?
Ak by zjasnenie bolo veľmi, ale naozaj veľmi výrazné, tak by hypotéza zrážky dvoch čiernych dier bola najpravdepodobnejšia z toho, čo poznáme. LISA by to ale mohla jednoznačne potvrdiť, pretože signál gravitačných vĺn by bol úplne preukázateľný. Pozorovaná udalosť len dokladá, ako bude LISA užitočná. Navyše s ňou dohliadneme oveľa ďalej a zrážok čiernych dier zachytíme oveľa viac. LISA by nám tak mala dať odpoveď na otázku, či dochádza k zrážkam častejšie, ako naznačujú výskumy, alebo budeme svedkami len veľmi vzácnych udalostí.
Čierne diery študujete pätnásť rokov. Ktorý z objavov bol pre vás zásadný, fascinoval vás?
Určite sa medzi také objavy radí detekcia gravitačných vĺn z roku 2015. Cítil som, že ide o zlom, kedy sa otvára úplne nový odbor astronómie a ďalšie možnosti výskumu čiernych dier. Fantastickým bola pre mňa tiež prvá snímka čiernej diery z galaxie Messier 87 vzdialenej 55 miliónov svetelných rokov. Na jej obstaranie vedci prepojili deväť rádioteleskopov z celej planéty v jediný virtuálny ďalekohľad. Zajasal som, že sa podarilo niečo skutočne unikátne a prevratné.
Spomínaný film obletel svet v roku 2019. Uvidíme niekedy čiernu dieru aj z našej galaxie?
Pôvodne vedci predpokladali, že sa prvá snímka podarí práve v našej galaxii. Lenže nebolo možné docieliť taký kontrast, aby bola jej silueta tak jasne vidieť. Naša čierna diera je totiž neaktívna, žiarenie vychádzajúce z hmoty padajúcej do čiernej diery je relatívne slabé a navyše veľmi premenlivé, čo môže spôsobovať znižovanie kontrastu, snímka by bola rozmazaná. Tiež má hmotnosť asi štyri milióny hmôt Slnka a jej veľkosť je len o niečo väčšia, než je rozmer nášho Slnka. Oproti tomu čierna diera v galaxii M87 váži šesť miliárd hmôt Slnka a je veľká ako celá slnečná sústava. Hoci je oveľa ďalej ako naša, jej uhlový rozmer je len o trochu menší ako uhlový rozmer čiernej diery v centre našej galaxie. Verím ale, že sa raz dočkáme aj jej kontrastnej snímky. Už sa napríklad uvažuje o zapojení viacerých teleskopov a ďalšieho vylepšenia pozorovacej techniky.
Zdroj: Zuzana Šprinclová, Divízia vonkajších vzťahov SSČ AV ČR