Vědci možná objevili důkaz existence hawkingovy radiace, která jako jediná dokáže uniknout z černé díry
10. 02. 2020
Astronomové zkoumající data z první známé kolize neutronových hvězd z roku 2017 objevili náznaky ozvěn, které podle nich naznačují existenci hawkingovy radiace vycházející z výsledného objektu. Tato radiace je podle teorie jediná, která by mohla unikat z černé díry a jejím prostřednictvím by tak mohlo docházet k pozvolnému vypařování černých děr. Výsledky svého výzkumu publikoval vědecký tým vedený Niayeshem Afshordim ve vědeckém magazínu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Hawkingovo záření má podle britského astrofyzika Stephena Hawkinga vznikat v blízkosti horizontu události černé díry. Páry částice-antičástice, které v této oblasti vznikají, jsou horizontem události rozdělené, a ta částice, která se nachází vně černé díry, způsobuje úbytek hmotnosti černé díry.
První známá kolize neutronových hvězd nese označení GW170817 a byla jako první detekována prostřednictvím gravitačních vln i elektromagnetické radiace. V záznamu gravitačních vln z této události se vědcům nyní podařilo nalézt obdobu ozvěn, které podle nich mohly vzniknout v důsledku existence tzv. kvantového chmýří (quantum fuzz). To by mělo vznikat v okolí černé díry, v případě, že by z ní unikala hawkingova radiace (hawkingovo záření).
Ne všichni vědci, ale souhlasí se závěry tohoto výzkumu. Už dříve se totiž pokoušeli najít evidenci ozvěn v gravitačních vlnách od černých děr a bez výsledku. Tedy alespoň ne statisticky významného výsledku. Je pravděpodobné, že naše existující technologie prostě ještě není dostatečně citlivá, aby podobný efekt dokázala zachytit. To přiznávají i autoři nové studie.
V místě první detekované kolize neutronových hvězd už došlo k uklidnění jejích následků
11. 9. 2019 Tým astronomů vedený Wen-fai Fongovou prozkoumal následky první známé kolize neutronových hvězd. Šlo o první událost, u které byly zachyceny gravitační vlny a zároveň viditelné světlo, což vědcům dalo unikátní příležitost k prozkoumání tohoto jevu. Za pomoci Hubblova teleskopu snímali během roku a půl oblast, kde ke kolizi došlo, aby prozkoumali následky této energetické události. Na posledním snímku už zmizely následky kolize a vědci tak mohli porovnat běžný stav se samotnou kolizí.
Pozorování události GW170817
Událost označená jako GW170817 byla zachycena detektory gravitačních vln LIGO a VIRGO v srpnu 2017. V následujících hodinách a dnech zachytilo na 70 observatoří po celém světě i na oběžné dráze záblesk radiace napříč spektrem vycházející ze stejného místa. Šlo o první případ tzv. multikanálové astronomie, kdy bylo pozorování v elektromagnetickém spektru doprovázeno také gravitačními vlnami, které se vesmírem šíří odlišným principem.
Pozorovaná událost byla podle vědců způsobena dvěma neutronovými hvězdami, které kolem sebe vzájemně rotovaly velkou rychlostí a postupně se přibližovaly. Nejintenzivnější gravitační vlny vznikly v momentě, kdy se obě hvězdy setkaly. V tu chvíli vznikla také kilonova - velmi zářivá exploze, která byla s několikahodinovým zpožděním zachycena také běžnými observatořemi. Během této kilonovy vzniklo množství těžkých prvků a podle odhadů také zlato a platina o hmotnosti 10 Zemí.
1,7 sekundy po gravitačních vlnách byl pozorován krátký záblesk gama záření vesmírnými observatořemi INTEGRAL a Fermi. Vědci už dříve uvažovali, že podobně krátké záblesky gama záření mohou být způsobeny kolizí neutronových hvězd, což se v tomto případě potvrdilo. Po jedenácti hodinách byl nalezen zdroj záření také ve viditelné části elektromagnetického spektra. Po 15 hodinách bylo detekováno záření ultrafialové, po devíti dnech potom rentgenové a po více než dvou týdnech také rádiové vlny.
Následky kolize neutronových hvězd
Následná pozorování naznačují, že po kolizi neutronových hvězd došlo ke vzniku hypermasivní neutronové hvězdy. Doposud však není zřejmé, zda zkolabovala do černé díry nebo existuje doteď.
Od prosince 2017 do března 2019 pozoroval místo události také teleskop Hubble. Při posledním měření z konce března tohoto roku se ukázalo, že dosvit kolize už zcela zmizel a je tak možné oddělit běžné záření od záření způsobeného událostí GW170817. Vědci totiž potřebovali znát běžné záření domácí galaxie události NGC 4993, které se mísilo se zářením z kolize.
Na 10 snímcích z Hubblova teleskopu jsou tak zachyceny následky kilonovy, které postupně utichají. Výsledek podporuje dřívější teoretické predikce vědců pro kolizi neutronových hvězd, při které měly vzniknout proudy intenzivní radiace. Právě u této události byl zřejmě takový proud poprvé detekovaný, i když nemířil přímo na Zemi. Podle vědců byl od Země odchýlen o 30°.
Více informací
Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích