Supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy se blíží k hranici kosmické rychlosti a táhne za sebou časoprostor

• Může černá díra rotovat? Vědci už dávno zjistili, že ano
• Sagittarius A* se však otáčí mnohem rychleji, než se dosud předpokládalo

Vědci přišli se zajímavým zjištěním. Supermasivní černá díra v srdci naší galaxie se nejen otáčí, ale ona rotuje téměř maximální rychlostí a táhne za sebou vše, co se nachází v její blízkosti.

Nepřehlédněte: Applu vyroste hřebínek. Virtuální asistentka Siri získá nové srdce z umělé inteligence

V srdci Mléčné dráhy se schovává černá díra Sagittarius A*

V nové studii publikované v časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society se objevila zajímavá myšlenka. Podle autorů článku se supermasivní černá díra Mléčné dráhy, známá jako Sagittarius A* (Sgr A*), otáčí mnohem rychleji, než se dosud předpokládalo. „Objev, že Sgr A* rotuje maximální rychlostí, má dalekosáhlé důsledky pro naše chápání vzniku černých děr a astrofyzikálních procesů spojených s těmito fascinujícími kosmickými objekty,“ říká fyzik z University of Sussex Xavier Calmet.

Současný model pro pochopení rychlosti rotace černých děr předpokládá, že rychlost je definována mezi hodnotami 0 a 1, přičemž 1 je maximální rychlost otáčení. Výzkumníci v nové studii spočítali, že Sagittarius A* v srdci Mléčné dráhy rotuje někde mezi hodnotami 0,84 a 0,96, což je blízko horní hranice, kterou připouští současný vědecký model.

Rotace černé díry se liší od rotace ostatních vesmírných objektů. Zatímco planety, hvězdy a asteroidy jsou pevná tělesa s fyzickým povrchem, černé díry jsou ve skutečnosti oblasti časoprostoru ohraničené vnějším nefyzickým povrchem zvaným horizont událostí, za který nemůže uniknout žádné světlo.

„Zatímco rotace planety nebo hvězdy se řídí rozložením její hmotnosti, rotace černé díry je popsána jejím úhlovým momentem hybnosti,“ doplňuje Calmet. „V důsledku extrémních gravitačních sil v blízkosti černé díry způsobuje rotace silné zakřivení a zkroucení časoprostoru, který tvoří tzv. ergosféru. Tento efekt je jedinečný pro černé díry a nevyskytuje se u pevných těles, jako jsou planety nebo hvězdy.“ Jinými slovy to znamená, že černé díry při rotaci doslova zkroutí samotnou strukturu časoprostoru a táhnou za sebou vše, co se v ergosféře nachází.

Rotace se blíží maximální rychlosti

„Jak se světlo pohybuje blízko rotující černé díry, rotace časoprostoru způsobí, že jeho dráha je zakřivená nebo pokroucená,“ vysvětluje fyzik z University of Sussex a dodává, že to má za následek jev zvaný gravitační čočka, kdy se trajektorie světla ohýbá v důsledku gravitačního vlivu rotující černé díry. Tento efekt může vést ke vzniku světelných prstenců a dokonce i k vytvoření stínu černé díry.

Teoretická maximální rychlost černé díry je v současném vědeckém modelu určena tím, jak se živí hmotou a tedy jak roste. Když hmota padá do černé díry, zvyšuje její rotaci, ale existuje limit, kolik úhlového momentu hybnosti může mít. Dalším faktorem je hmotnost černé díry. Superhmotné černé díry mají vyšší gravitační sílu, takže je náročnější zvýšit jejich rotaci, ale interakce mezi černou dírou a jejím okolím, jako jsou akreční disky, může přenášet úhlový moment a ovlivňovat rotaci černé díry.

To by mohlo vysvětlovat, proč má Sgr A* s hmotností odpovídající přibližně 4,5 milionu Sluncí rychlost rotace mezi 0,84 a 0,96, ale rychle se živící supermasivní černá díra v srdci galaxie M87 – první černá díra, která byla kdy vyfotografována – rotuje rychlostí 0,89 až 0,91, přestože má hmotnost 6,5 miliardy Sluncí.

Zdroj náhledové fotografie: Aman Pal / Unsplash, zdroj: Live Science, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society