26.6.2024 | Svátek má Adriana


VESMÍR: Binární pulsary a binární černé díry

15.2.2008

(Nabídka společného uvažování a spekulování o záhadách vesmíru)

Ten, koho nezaujme hvězdná obloha a tajemství vesmírného prostoru, přichází o mnoho. Opravdu o mnoho, neboť s poznatky, informacemi a kosmologickými teoriemi se v posledních desetiletích doslova protrhl pytel. V době tuhého komunismu se takové informace cedily a k lidu nezasvěcenému se dostávaly jen s obtížemi, popularizující články dr. Grygara z Vesmíru se fotily a pomalu šířily samizdatem a Okna vesmíru dokořán se musela točit v liberálnější Bratislavě. A tak jsem toto dění nadšeně sledoval, dostupné kupoval, sháněl, četl. Abych pravdu řekl, pyrotechnika mě zajímala jako chemika, a tak i ta nebeská pyrotechnika patří k tomu, co zaujme nejvíc. Každý astronom si přeje vidět výbuch supernovy. Ne každý má ale štěstí jako čínští astronomové před téměř 1000 lety nebo de Brahe před půltisíciletím. Supernova ve Velkém Magellanově mračnu v r. 1987 byla jen slabá náplast, sice blízko, ale daleko.

Musím říci, že zpočátku tajuplné zbytky po výbuších supernov – pulsary - mě vždycky fascinovaly, nejen pro mimořádné a naprosto nepředstavitelné stavy své hmoty a polí, ale také – poněkud nostalgicky – svým dalším osudem. Taková neutronová hvězdička, tak maličká a v podstatě k ničemu a je v ní hmoty, že by to stačilo na celou sluneční soustavu a ne malou.... a jediná naděje na změnu jejího stavu je ještě beznadějnější – nabízí se jí jen změna na podivnou hvězdu nebo černou díru....

A černé díry. Objekty ještě fantastičtější, ale ještě smutnější. Takový objekt už nikdy nikdo ani neuvidí. A té hmoty v něm, která by se dala užitečně využít.... Že se ty menší z nich Hawkingovsky vypaří za 10*100 let, je jaksi slabá útěcha. No prostě mě jímá úžas i nostalgie. Nejednou jsem přemýšlel, co by se s tím dalo udělat. Až přišly záblesky gama.

Zpočátku se zdálo, že by mohlo jít o objekty blízké, a tak byly navrhovány např. miniaturní velkotřeskové černé díry, které by právě končily svůj vypařovací proces velkým ohňostrojem. Pak se nám ale vzdálily do velkých vzdáleností a jak se vzdalovaly, tak rostl jejich výkon, až z toho astrofyzikům klesla brada, takové šlupky přece jen moc nečekali. A tak jsme zase u záhady, pro niž je navrhována řada vysvětlení, od Hypernov, Tesca – pardon, to jsem zase jinde – až po srážky binárních pulsarů nebo překrystalování pulsaru na podivnou hvězdu. A zde bych se chtěl zastavit. Ty binární pulsary mě zaujaly.

Binární pulsary

Výklad, s kterým jsem se zatím setkal: dva pulsary se přibližují, v divokém čardáši kolem společného těžiště vyzařují gravitační vlny, až si padnou do náručí, vyprsknou obrovskou spršku gama a skončí jako větší pulsar nebo pochmurná černá díra. A tak jsem si tento kolotoč představil:

 Vektory gravitačního pole pulsarů

Vektory gravitačního pole pulsarů samozřejmě směřují do jejich středu. Co se však stane v oblasti, kde se k sobě pulsary přiblíží takřka na vous? Takže vycházím z dosavadních představ o pulsarech:

Nejméně jejich povrchová vrstva je buď z těžkých jader nebo neutronů. Jejich jedinou stabilizující složkou je právě drtivá gravitace, vychází mi někde mezi 10*11 až 10*12 g, za přesnější výpočet budu vděčen. No a když se při tom tanečku na sebe začnou moc mačkat, tak bych řekl, že v místech přiblížení vzájemným působením v povrchové vrstvě pulsarů klesne gravitace na v podstatě představitelné hodnoty. Měla by následovat expanze těžkých jader a neutronového plynu z hodnot trilionu tun*m-3 na známé hodnoty hustoty hvězdné mlhoviny. Volné neutrony by rychle skončily jako vodík. Tento pro pulsary v podstatě katastrofický, ale pro hmotu v nich uvězněnou osvobozující děj by mohl v krátké době skončit úplným vypařením pulsarů s jistým dosvitem nově vzniklé mlhoviny. Tak: máme zde šanci pro budoucnost pulsarů, nyní co na to řeknou astrofyzikové.

Závěr: chce-li pulsar ukončit své bludné cárání vesmírem, musí si najít kolegu.

Binární černé díry

Aplikujeme-li výše uvedenou představu na binární černé díry s přibližně stejnou hmotnosti, docházíme k ještě zajímavějšímu závěru: to, co se nám jeví jako navždy ztracené (tedy až na ono strašně pomalé vypařování), takové být nemusí. Těsné přiblížení dvou černých děr by mohlo vést stejným způsobem jako u pulsarů k prolomení Schwarzschildova poloměru a výtrysku látky v černých děrách uvězněné. Např. splynutím dvou galaxií s černými děrami v centru by se mohla vytvořit nová dvoucentrová galaxie a při přiblížení černých děr na trhací vzdálenost by mohlo začít jejich sebeničení. Projevilo by se to patrně pořádnými jety z galaktického jádra kolmo na rovinu galaxie. Tedy alespoň náčrtek z časopisu Vesmír.

černá díra

A jak je vidět jet s místními uzlinami u galaxie M87.

Disk, částice plynu však krouží kolem černé díry po spirále (a postupně klesají do černé díry).

Jet na odvrácenou stranu galaxie je téměř neviditelný (je zacloněn okolním prachem a hvězdami).

No a zde bych si právě myslel, že jde o binární černou díru. Proč? Protože jety všechny galaxie nemají. Černé díry patrně ano.

Ivan Vitula