Prstence okolo čiernych dier

Výpočty ukazujú, že kaskáda svetelných prstencov v okolí čiernej diery môže doslova vniesť trocha svetla do vlastností týchto tajomných objektov.

Umelecký koncept ukazuje, ako sa dajú niektoré podprstence (vpravo) skombinovať tak, aby vytvorili fotónový prstenec obkolesujúci čiernu dieru v galaxii M87 (simulácia vľavo pred znamienkom rovnosti), zdroj George Wong (UIUC) a Michael Johnson (CFA).

Tím astronómov združených v projekte Event Horizon Telescope (ďalekohľad horizontu udalostí, EHT) vlani publikoval teraz už ikonický obrázok siluety čiernej diery v centre galaxie M87. Vnútri jasného hala okolo čierneho tieňa je tzv. fotónový kruh, ktorý označuje najtesnejšiu dráhu k čiernej diere, kde ešte môže obiehať svetlo (fotón) bez toho, aby skončil v čiernej diere. Fotónový prstenec nie je iba jeden. Je to vlastne nekonečný rad podprstencov, každý z nich tenší než ten vedľa neho z vonkajšej strany. Fotóny, ktoré vytyčujú podprstence, sú dočasne rukojemníkmi čiernej diery a ich dráhy sú rozptýlené jej gravitáciou. Dráha fotónu v podprstenci sa mení podľa toho, koľkokrát obehne čiernu dieru pred tým, než od nej unikne. Čím viac obehov urobí a čím bližšie leží k horizontu udalostí, tým tenší bude podprstenec. Práca skupiny Harvard’s Black Hole Initiative ukázala, že technika nazývaná interferometria s veľmi dlhou základňou môže vystopovať hrúbku, tvar a jasnosť každého podprstenca. Výsledný obrázok potom prezradí, ako čierna diera zakrivuje okolo seba priestoročas, čo závisí od jej hmotnosti a rotácie. Štúdiom podprstencov by sme mohli vidieť túto gravitačnú krajinu. Mohli by nám niečo povedať práve o týchto dvoch vlastnostiach definujúcich čiernu dieru – teda o jej hmotnosti a rotácii, vysvetľuje v časopise Science Advances Michael Johnson z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics v USA. Výskum fotónových prstencov ostáva zatiaľ mimo dosah EHT. Sieť ďalekohľadov by sa však mohla presunúť do vesmíru. Kombináciou pozorovaní z kozmických ďalekohľadov a pozemných rádioteleskopov by sme mohli odhaliť, čo čierna diera robí s priestoročasom okolo nej.

RNDr. Zdeněk Komárek

Komentáre