налази се на само 1.500 светлосних година од Земље у нашој галаксији. Због необичних својстава и сазвежђа у којем је пронађена, тим са Универзитета Охајо, који ју је открио, назвао Једнорог.
Астрономи су идентификовали црну рупу најближу Земљи. На срећу, врло је мала. Но откриће је занимљиво управо зато што је мања него што се то од црне рупе очекује. Штавише, толико је мала да је за њу створена посебна категорија. Новооткривена црна рупа налази се на само 1.500 светлосних година од Земље у нашој галаксији. Због необичних својстава и сазвежђа у којем је пронађена, тим са Универзитета Охајо, који ју је открио, назвао Једнорог.
„Kада смо погледали податке, та црна рупа Једнорог једноставно је искочила”, рекао је астроном Таринду Џајашингве. „Па како то да је нисмо видели раније? Испоставило се да смо имали спуштене астрономске ролетне.” (Симулација на насловној слици није Једнорог, већ приказ онога шта се збива у када црна рупа почне развлачити звезду и гутати њене гасове).
Таринду Џајашингве (OSU)
Према теорији, црне рупе могу постојати у свим величинама – од сићушних које брзо нестају до супермасивних дивова који покрећу срца галаксија. Многи ће се сетити да се после покретања експеримената у Великом хадронском сударачу у ЦЕРН-у у медијима спекулисало хоће ли случајно бити створена нека сићушна црна рупа. Када је реч о црним рупама које настају урушавањем језгара мртвих звезда у свемиру, астрономи су током година открили да у исходима тих процеса постоје нека ограничења, а с тиме и празнине у могућим масама.
Пре него што су астрономи пронашли прве мање црне рупе, њихово постојање било је толико сумњино да су, када су приметили да оближњу дивовску црвену звезду нешто привлачи, испрва одбацили могућност да би то могла бити малена црна рупа.
Примерице, ако се уруши звезда масе мање од граничне за коју прорачуни дају да је приближно 2,3 масе нашег Сунца, општа теорија релативности предвиђа да ће постати неутронска звезда или бели патуљак, а не црна рупа. Наиме, општа релативност и стандардни модел физике честица предвиђају да постоји горња граница за масе стабилних неутронских звезда, која износи приближно 2,3 масе Сунца. То не значи да у колапсу звезде масе мање од граничне, под неким специфичним околностима, не може настати црна рупа. За очекивати је да се то не догађа, а модели то потврђују. Донедавно нису пронађене црне рупе настале урушавањем звезда с масама мањим од од 5 Сунчевих.
Пре него што су астрономи пронашли прве мање црне рупе, њихово постојање било је толико сумњино да су, када су приметили да оближњу дивовску црвену звезду нешто привлачи, испрва одбацили могућност да би то могла бити малена црна рупа. Но, Таринду Џајашингве је то посматрао из другачије перспективе. Kао докторанду, ментор му је рекао да је могуће да у свемиру постоје и мале црне рупе, а он је то хтео истражити. Анализирајући податке различитих телескопских система и сателита, своја умећа брусио је на истраживању црвеног дива у сазвежђу Једнорога, који је био у последњој фази својег живота.
Брзина звезде и начин на који ју је вукла гравитација сугерисали су да поред ње постоји црна рупа. Израчунавања су потврдила да би величина тог невидљивог сапутника могла бити око 3 Сунчеве масе. „Баш као што Месечева гравитација искривљује Земљине океане, узрокујући да се они избоче према Месецу и у супротном смеру од њега, производећи плиме и осеке, тако и црна рупа искривљује звезду у облик сличан лопти за амерички ногомет, с једном осом дужом од друге”, објаснио је астроном Тод Томпсон, који је у прошлости помогао да се пронађу неке друге мале црне рупе. „Најједноставније објашњење јесте да је реч о црној рупи – а у овом случају је најједноставније објашњење уједно и највероватније.”
Тод Томпсон (OSU)
Будући да је искривљење црвеног дива у облик лопте за рагби било кључно за откриће црне рупе, занимљиво је покушати разумети зашто се оно догађа. Ако се питате због чега се плима јавља на супротним странама Земље, односно и на страни окренутој супротно од Месеца, а не само на оној окренутој према њему, док се осека јавља у подручјима између (што вреди и за систем црна рупа-дивовска звезде), покушајте себи предочити неке кључне силе које делују на океане на Земљи. Притом имајте на уму да је звезда цела еластична, док су на Земљи то углавном само водене масе.
Научници деценијама нису знали постоје ли у свемиру икакви кандидати за мање црне рупе. Ако резултати истраживања, које ће бити објављено у часопису Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, буду потврђени, Једнорог ће се придружити омањем скупу од неколико других откривених малених црних рупа.
Пре и изнад свега у овом систему два тела имамо деловање привлачне силе гравитације Месеца на Земљу која опада с квадратом удаљености, па је најснажнија на делу Земље окренутом према Месецу, а најслабија на супротном делу (плаве стрелице на слици доле). Осим тога имамо центрифугалну силу зато што се цела Земља врти око заједничког средишта маса Земље и Месеца, тзв. барицентра који се налази између средишта Земље и Месеца. Због тога се вода на Земљи жели мицати у смеру супротном од смера Мјесеца на линији којом су гравитацијом повезани Земља и Месец (жуте стрелице на слици доле), слично као што се вода у канти коју вртите око себе залепи за дно канте на линији ваша рука-канта. Kоначно, имамо деловање Земљине гравитације на океане које је свуда слично, а смер му је према средишту Земље.
Kада се све те силе зброје и одузму, добијају се резултирајуће силе које изгледају као на слици доле (дебеле тамно плаве стрелице). Плима и осека распоређују се по Земљи у складу с тим стрелицама. Ово је поједноставњени модел, но ако сте га схватили, будите поносни, јер је питање механизма плиме и осеке једно од оних које професори физике знају постављати студентима на факултетима.
Научници деценијама нису знали постоје ли у свемиру икакви кандидати за мање црне рупе. Ако резултати истраживања, које ће бити објављено у часопису Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, буду потврђени, Једнорог ће се придружити омањем скупу од неколико других откривених малених црних рупа. „Мислим да нас ово подручје истраживања гура према томе да стварно мапирамо колико у свемиру око нас има црних рупа мале, средње и велике масе”, каже Томпсон. „Јер сваки пут када пронађете неку, она вам даје извесне одговоре на питања које звезде се урушавају, које експлодирају, а које се налазе у средини.”
Постоје два главна јаза на лествици маса црних рупа које настају урушавањем звезда. Звездане црне рупе су црне рупе које настају гравитационим урушавањем звезда. Kада звезде потроше своју нуклеарну енергију која ствара потисак ка споља, њихов материјал се почиње урушавати под привлачним силама огромне гравитације која надвлада потисак. Оне имају масе у распону од око 5 до неколико десетака Сунчевих маса.
Но, неки модели еволуције звезда предвиђају да црне рупе с масама у два распона не могу непосредно настати гравитационим колапсима звезда. Они се понекад разликују као доњи и горњи масени јаз, што приближно представља распон од 2 до 5, односно од 50 до 150 Сунчевих маса. Овде треба имати у виду да је моделирање колапса ултракомпактних објеката врло захтевно и прецизне предикције треба узимати са зрном соли.
Постојање доњег масеног јаза, односно мањка црних рупа с малим масама, темељи се на томе да је до сада уочен мали број кандидата с масама унутар неколико Сунчевих, а изнад максималне могуће масе неутронске звезде. Но, теоријска основа за тај могући јаз није баш јасна. Стање се може закомпликовати чињеницом да су било какве црне рупе пронађене у овом распону маса могле настати спајањем двојних неутронских звезданих система, а не звезданим колапсом. Kолаборација LIGO/Virgo известила је о три могућа кандидата који су се појавили у њиховим посматрањима гравитационих таласа.
Kада се томе дода ново откриће Једнорога, може се закључити да можда постоји много црних рупа мале масе које тренутно не гутају никакав материјал, стога се не могу открити уобичајеним снимањем у подручју рендгенских зрака које настају трењем материјала насталим приликом таквог гутања.
Распон за горњи јаз у масама креће се од 52 до 133 масе Сунца, а 150 Сунчевих маса сматра се горњом границом масе звезда у тренутној ери свемира. Горњи јаз масе предвиђен је свеобухватним моделима касне фазе еволуције звезда. Очекује се да ће с повећањем масе супермасивне звезде доћи до фазе у којој се јављају тзв. супернове нестабилности звезданог пара, током којих стварање слободних електрона и позитрона у судару атомских језгара и гама-зрака привремено смањује унутрашњи притисак који се у језгру звезде опире гравитационом урушавању. Тај пад доводи до делимичног урушавања, што заузврат узрокује јако убрзано изгарање у термонуклеарној експлозији и коначно доводи до потпуног распада звезде која за собом не оставља никакав звездани остатак – ни неутронску звезду, ни црну рупу.
(Извор Индекс)
