Прошле године астрономи су били фасцинирани одбегла комета пролазећи кроз наш соларни систем негде далеко даље. Кретао се брзином од око 68 километара у секунди, нешто више од дупло Земљине брзина око Сунца.
Замислите да је то било нешто много веће и брже: а црна рупа путујући брзином од више од 3.000 км у секунди. Не бисмо га видели док његове интензивне гравитационе силе не почну да куцају по орбитама спољашњих планета.
Ово може звучати помало смешно – али у протеклој години неколико линија доказа се скупило да покажу да такав посетилац није немогућ. Астрономи су видели јасне знаке одбегле супермасивне црне рупе продиру кроз друге галаксије, и открили доказе да су мањи, неоткривени бегунци вероватно такође тамо.
Одбегле црне рупе: теорија
Прича почиње 1960-их, када је новозеландски математичар Рој Кер пронашао решење Ајнштајнове опште једначине релативности које описује вртеће црне рупе. Ово је довело до два кључна открића о црним рупама.
Прво, „теорема без длаке“, што нам говори да се црне рупе могу разликовати само по три својства: њиховој маси, њиховом спину и њиховом електричном набоју.
О другом треба да размислимо Еинстеин’с чувена формула Е = мц² који каже да енергија има масу. У случају црне рупе, Керово решење нам говори да чак 29% масе црне рупе може бити у облику ротационе енергије.
енглески физичар Роџер Пенроуз закључено пре 50 година да се ова енергија ротације црних рупа може ослободити. Вртећа црна рупа је попут батерије која може да ослободи огромне количине енергије окретања.
Црна рупа може да садржи око 100 пута више енергије која се може издвојити од звезде исте масе. Ако се пар црних рупа споји у једну, велики део те огромне енергије може се ослободити за неколико секунди.
Било је потребно две деценије мукотрпних суперкомпјутерских прорачуна да би се разумело шта се дешава када се две ротирајуће црне рупе сударе и споје стварајући гравитационе таласе. У зависности од тога како се црне рупе окрећу, енергија гравитационог таласа може се ослободити много јаче у једном правцу него у другим – што шаље црне рупе да пуцају попут ракете у супротном смеру.
Ако су обртаји две црне рупе у судару усклађени на прави начин, коначна црна рупа се може покренути на ракетни погон до брзина од хиљада километара у секунди.
Учење из правих црних рупа
Све је то била теорија, све док опсерваторије гравитационих таласа ЛИГО и Вирго нису почеле да откривају звукове и цвркут гравитационих таласа које су емитовали парови црних рупа у судару 2015.
Једно од најузбудљивијих открића било је „рингдовнс“ црних рупа: звоњава новоформираних црних рупа налик на виљушку која нам говори о њиховом окретању. Што се брже окрећу, дуже звоне.
Све боља и боља посматрања спајања црних рупа открила су да су неки парови црних рупа имали насумично оријентисане осе окретања и да су многе од њих имале веома велику енергију окретања.
Све ово је сугерисало да су одбегле црне рупе реална могућност. Крећући се брзином од 1% светлости, њихове путање кроз свемир не би пратиле закривљене орбите звезда у галаксијама, већ би биле скоро праве.
Одбегле црне рупе примећене у дивљини
Ово нас доводи до последњег корака у нашем низу: стварног открића одбеглих црних рупа.
Тешко је тражити релативно мале одбегле црне рупе. Али одбегла црна рупа од милион или милијарди соларних маса створиће огромне поремећаје у звездама и гасу око ње док путује кроз галаксију.
Предвиђа се да ће оставити трагове звезда за собом, формирајући се од међузвезданог гаса на исти начин на који се трагови облака формирају у траговима млазног авиона. Звезде настају од колапса гаса и прашине привучене црном рупом која пролази. То је процес који би трајао десетинама милиона година док одбегла црна рупа прелази галаксију.
Године 2025. неколико радова је показало слике изненађујуће равних линија звезда унутар галаксија, као што је слика испод. Чини се да су ово убедљиви докази за одбегле црне рупе.
Један рад, који води астроном са Јејла Питер ван Доккум, описује веома далеку галаксију коју је снимио Телескоп Џејмс Веб са изненађујуће сјајним трагом 200.000 светлосних година. Траг је показао ефекте притиска који се очекују од гравитационе компресије гаса док црна рупа пролази: у овом случају сугерише црну рупу са масом 10 милиона пута већом од Сунчеве, која путује брзином од скоро 1.000 км/с.
Други описује дугачак прави траг пресецајући галаксију звану НГЦ3627. Ово је вероватно узроковано црном рупом од око 2 милиона пута веће масе Сунца, која путује брзином од 300 км/с. Његов траг је дугачак око 25.000 светлосних година.
Ако постоје ови изузетно масивни бегунци, требало би да постоје и њихови мањи рођаци јер посматрања гравитационих таласа сугеришу да се неки од њих спајају са супротним окретима потребним за стварање снажних удараца. Брзине су лако довољно велике да путују између галаксија.
Дакле, одбегле црне рупе које продиру кроз и између галаксија су нови састојак нашег изузетног универзума. Није немогуће да се неко појави у нашем соларном систему, са потенцијално катастрофалним резултатима.
Не би требало да губимо сан због овог открића. Шансе су мале. То је само још један начин да је прича о нашем универзуму постала мало богатија и мало узбудљивија него што је била раније.
Овај уређени чланак је поново објављен од Тхе Цонверсатион под лиценцом Цреативе Цоммонс. Прочитајте оригинални чланак.
