|
20.02.2006 |
|
Prvý krát sa podarilo pozorovať, ako čierna diera najprv roztrhne a potom prehltne neutrónovú hviezdu, ktorá sa opovážila
príliš blízko. Kliknutím na obrázok si môžete pozrieť animáciu (MPEG - 4 MB).
Uznanie: NASA/Dana Berry, Skyworks Digital,
NASA/Swift
Neutrónové hviezdy sú objekty stredne veľkého mesta s hmotnosťou niekoľko násobku nášho Slnka, jej hustota sa vyrovná
hustote atómového jadra. Vznikajú na konci života najhmotnejších hviezd, keď vyčerpajú svoje termonukleárne zásoby
paliva. Pokiaľ hmotnosť objektu zanechaného po výbuchu supernovy neprekročí 3-4 násobok hmotnosti Slnka, a má aspoň hmotnosť
1,4 násobku, potom vzniká neutrónová hviezda. Pokiaľ je horná kritická hranica (3-4 násobku hmotnosti Slnka) prekročená,
po výbuchu supernovy vzniká čierna diera. (Čierne diery v galaktických centrách nepatria do tejto triedy čiernych
dier, tie vznikajú zatiaľ neznámym mechanizmom.)
Odborníci už dávnejšie predpokladali, že extrémne dlhé gama-výbuchy (gama-záblesky; písali sme o nich
v niektorých našich článkoch, pozri
05.04.2004, 30.06.2004
a 30.05.2005) vznikajú pri výbuchoch hypernovy,
zániku extrémne hmotných hviezd, zanechávajúcich za sebou nie neutrónové hviezdy, ale čierne diery. Kratšie záblesky
sú spôsobené vznikom neutrónových hviezd pri výbuchu supernov, prípadne pri zrážky neutrónovej hviezdy s čiernou dierou.
Teraz sa podarilo nájsť príklad na tento posledný prípad.
Satelit Swift (NASA) zachytil 24-ho júna 2005 gama-záblesk, ktorý trval 40 milióntinu sekundy (získal označenie
GRB 050724). Patrí medzi vyššie spomenuté krátke záblesky, napriek tomu sa podarilo pozorovať slabé svetelné dozvuky
dokonca vo viacerých oblastiach elektromagnetického vlnenia. Po výbuchu vznikli dozvuky v röntgenovej, optickej,
infračervenej aj rádiovej oblasti, čo umožnilo relatívne presnú rekonštrukciu celej udalosti.
Podrobná analýza poukazuje na to, že k vyžiareniu došlo v relatívne úzkom zväzku, podobne ku gama-výbuchom, ktoré majú
dlhé trvanie. V tomto prípade však k hyper-výbuchu nedošlo, svoju úlohu hrali podstatne menšie energie. Svetelné dozvuky
boli skúmané pomocou systému rádioteleskopov VLA v Chile. Podarilo sa im zistiť, že k udalosti došlo v okrajovej a starej
oblasti eliptickej galaxie vo vzdialenosti 3,5 miliárd svetelných rokov. V takýchto oblastiach sa teoreticky nachádza
veľa neutrónových hviezd a čiernych dier.
Scenár katastrofy
Podľa analýzy Scotta Barthelmyho (NASA Goddard Space Flight Center) a jeho kolegov, celá udalosť sa odohrala na základe
nasledujúceho scenára. Pred katastrofou čierna diera a neutrónová hviezda tvorili spoločne tesný dvojsystém, obiehajúc okolo
spoločného ťažiska. Dvojica, v súlade so všeobecnou teóriou relativity vyžarovali gravitačné vlny, ktoré čerpali
svoju energiu z pohybu dvojice. Následkom sa k sebe začali blížiť (akoby medzi nimi bolo trenie). V júni 2005 sa neutrónová hviezda
dostala k čiernej diere tak blízko, že slapové sily čiernej diery neutrónovú hviezdu roztrhli na kusy. Rozdrvený rozpad
obiehal okolo čiernej diery v podobe chvostu, aké majú kométy. Väčšia časť tejto hmoty bola vtiahnutá do čiernej diery,
vtedy vznikol gama-záblesk. Niektoré menšie kusy čakal rovnaký osud až o niekoľko desatín sekúnd neskôr, čo vyvolalo
dozvuky v röntgenovom a optickom pásme elektromagnetických vĺn, kým žiarenia trvajúce dlhé minúty a hodiny pochádzalo
zo vstrebania zanechaného ionizovaného plynu.
V prospech vyššieho scenára hovorí aj to, že pri zrážke dvoch neutrónových hviezd by celý proces nebol tak natiahnutý
v čase (neutrónová hviezda svojim gravitačným pôsobením nie je schopná roztrhnúť inú neutrónovú hviezdu). Dá sa vylúčiť aj scenár,
podľa ktorého by sa boli zrazili dve čierne diery.
Na druhej
strane výbuch hypernovy by trvalo podstatne dlhšie a uvoľnilo by o mnoho rádov viac energie. K roztrhnutiu neutrónovej hviezdy
do podoby chvostu mohol prispieť, podľa stávajúceho stupňa znalosti, jediný typ objektov, čierna diera.