Informacje
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Informacje > Nowinki 2000-2002 > Astronomia > Nowinka z dn. 20-09-2001  
 Jesteś tutaj
nowinka:
Dzika podróż czarnej dziury
autor:
Jarosław Włodarczyk
z dnia:
20-09-2001





Dzika podróż czarnej dziury
Czy czarna dziura może nam spaść na głowę? Niewykluczone, skoro obiekty takie czasami wędrują przez naszą Galaktykę bardzo dziwnymi ścieżkami. O czarnej dziurze niestandardowo poruszającej się po Drodze Mlecznej donosi w czasopiśmie "Nature" z 13 września 2001 r. międzynarodowy zespół astronomów pod kierunkiem I. F. Mirabela.

Na Drodze Mlecznej obowiązują dość dobrze określone zasady ruchu. Z grubsza rzecz biorąc, gwiazdy - w przeważającej ilości skupione w płaskim galaktycznym dysku - kręcą się jak na karuzeli wokół centrum naszej Galaktyki. Słońce na przykład pędzi po swej okołogalaktycznej orbicie z prędkością ponad 200 km/s, dokonując pełnego obiegu w ciągu 240 milionów lat. Zdarzają się jednak wyjątki - gwiazdy mknące niemal pod prąd albo... unoszące się ponad dyskiem Drogi Mlecznej. Skąd się takie egzemplarze biorą?

Odpowiedź na pytanie postawione tak śmiało w ostatnim zdaniu poprzedniego akapitu dopuszcza w zasadzie dwie możliwości. Pierwsza z nich to gwałtowny epizod - jakiegoś rodzaju "kopniak" - który wytrącił taką gwiazdę z jej okołogalaktycznej orbity w zauważalnym przez ziemskich astronomów stopniu. Druga możliwość odwołuje się do zamierzchłych czasów, kiedy miliardy lat temu formowała się Droga Mleczna. Wówczas to z zapadającego się pod wpływem własnej grawitacji olbrzymiego obłoku tworzył się dysk galaktyczny, ale jednocześnie "ponad nim" lub "poniżej niego" rodziły się wśród resztek materii gwiazdy, które - gdy proces kształtowania się naszej Galaktyki się zakończył - okazały się wędrować w dużym stopniu niezależnie od uporządkowanych ruchów na karuzeli Drogi Mlecznej. Tak czy owak, i wśród takich gwiazd powinny trafiać się na tyle masywne, by dość szybko, zgodnie z prawami gwiezdnej ewolucji stać się czarnymi dziurami. I kilka czarnych dziur wędrujących poza galaktycznym dyskiem astronomom udało się zaobserwować. Mają oni nadzieję, że badanie ich orbit pozwoli ustalić, jaki mechanizm ulokował te obiekty na takich ścieżkach. W anonsowanej pracy, opublikowanej w "Nature", przedstawione zostały wyniki badań czarnej dziury - składnika układu podwójnego XTE J1118+480.

powiększenie...

Wędrówka czarnej dziury wraz z układem XTE J1118+480 ponad i pod dyskiem Drogi Mlecznej w ciągu 240 milionów lat, czyli podczas jednego pełnego okresu obiegu Słońca wokół jej centrum. Rysunek u góry z lewej strony pokazuje układ podwójny XTE J1118+480 z dyskiem akrecyjnym wokół czarnej dziury, utworzonym przez materię wysysaną z drugiej gwiazdy. Rysunek u góry po prawej pokazuje orbitę galaktyczną układu na tle Galaktyki widzianej z boku. Autorzy rysunku skomentowali te peregrynacje czarnej dziury określeniem "black hole‘s wild ride" (skąd i my zapożyczyliśmy nasz tytuł), natomiast autorzy pracy, opublikowanej w "Nature", podkreślają w jej tytule stosunkowo niewielką odległość, w jakiej czarna dziura mija Słońce: "A high-velocity black hole on a Galactic-halo orbit in the solar neighbourhood" - Czarna dziura o dużej prędkości i orbicie biegnącej przez halo Galaktyki w sąsiedztwie Słońca. Rys. A. Field/STScI/NASA/F. Mirabel.

Obecnie czarna dziura z XTE J1118+480 znajduje się w odległości około 6000 lat świetlnych od Słońca, czyli jakieś 1400 razy dalej niż najbliższa gwiazda, Proxima Centauri. Sam układ XTE J1118+480 jest interesujący: masę czarnej dziury ocenia się na 7 mas Słońca, natomiast masę drugiego składnika - gwiazdy tracącej materię - na 0,3 masy Słońca. Te dwa składniki obiegają się wzajemnie w niewielkiej odległości około 3 promieni Słońca (!) i z okresem zaledwie 4 godzin.

Parametry układu XTE J1118+480, jego orbita i prędkość, sięgająca 220 km/s, pozwalają rozważyć różne sposoby zaistnienia obserwowanej sytuacji. Astronomowie raczej odrzucają możliwość, że normalny, "symetryczny" wybuch supernowej w dysku Galaktyki skierował ów układ na taką orbitę, gdyż z obliczeń wynika, że podczas eksplozji musiałaby zostać wyrzucona w przestrzeń materia w ilości 40 mas Słońca. Można jednak pomyśleć o "niesymetrycznej" eksplozji. I w tym przypadku z modeli otrzymujemy wartości, które lokują układ z czarną dziurą w obszarze bardzo mało prawdopodobnych zdarzeń. Dlatego autorzy omawianej pracy skłaniają się ku hipotezie, że ta czarna dziura została wyrzucona w przestrzeń kosmiczną z jednej z gromad kulistych, które otaczają dysk Drogi Mlecznej. W gromadach tych oddziaływania grawitacyjne gwiazd dość mocno skupionych na niewielkiej przestrzeni prowadzą do takich "eksmisji". Według niektórych ocen z gromad kulistych wokół Galaktyki powinno zostać usuniętych w ten sposób kilkadziesiąt tysięcy czarnych dziur. A zatem pytanie "Czy czarna dziura może nam spaść na głowę?" nie powinno już nam się wydawać całkiem bez sensu.

Jarosław Włodarczyk
[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach