Tagi


Archiwa


Zaprzyjaźnione


/ 23

Artykuły

Czarna dziura w NGC 1277 – to się nazywa bestia!

3rd Gru '14

200 milionów lat świetlnych stąd grasuje kosmiczny stwór o rozmiarach i mocy jakie się filozofom (a nawet Christopherowi Nolanowi) nie śniły. 

Kiedy myślimy o zwy­czajnej czarnej dziurze (o ile jaką­kol­wiek czarną dziurę można posądzić o bycie zwy­czajną), mamy przed oczami obiekt bardzo masywny, eks­tre­malnie gęsty, ale raczej o nie­wiel­kich gaba­ry­tach. Jeżeli wyobra­zimy sobie pozo­sta­łość po śmierci olbrzyma nawet dzie­się­cio­krotnie masyw­niej­szego niż nasze Słońce okaże się, że nie osiągnie ona średnicy większej niż… 200 kilo­me­trów. W rzeczy samej, gdybyśmy mogli zgnieść naszą gwiazdkę do granicy Schwarz­schilda – do czego w sposób natu­ralny na pewno nie dojdzie, bo jest za lekka – otrzy­ma­li­byśmy czarną dziurkę w roz­miarze XS, której obwód nie prze­kro­czyłby 3–4 kilo­me­trów. Mówimy zatem o upa­ko­waniu masy 330 tysięcy Ziem w ciele wiel­kości komety 67P/Czuriumow, z którą małe randez-vous miała ostatnio nasza Rosetta.

A co gdybym powie­dział wam, że podró­żując przez wszech­świat można wpaść w dziurę o średnicy liczonej w miliar­dach kilo­me­trów? Ujmę to tak: Ziemia to pyłek na tle tarczy sło­necznej, z kolei potężne z naszej per­spek­tywy Słońce to zaledwie żarząca iskierka w zesta­wieniu z monstrum zale­ga­jącym w centrum galak­tyki NGC 1277. Gdyby go ustawić w centrum Układu Sło­necz­nego, przy­kryłby go cał­ko­wicie, sięgając hen za orbitę Plutona. Nawet naj­więk­szej poznanej gwieź­dzie, VY Canis Majoris pozo­staje jedynie zaru­mienić się ze wstydu. To wraz z super-gęsto­ścią daje osza­ła­mia­jący rezultat w postaci masy 17 miliardów mas Słońca
ngc 1277 wielkosci
W przy­bli­żeniu to tysięczna część masy całej Drogi Mlecznej – galak­tyki zawie­ra­jącej grubo ponad 200 miliardów gwiazd – zawarta w poje­dyn­czym obiekcie. Żeby było cie­ka­wiej, od razu zaznaczę, że to żaden rekord. Niemal co roku odkry­wamy coraz cięższe czarne dziury, czego naj­lep­szym przy­kładem jest grubas leżący w centrum NGC 4889 w gwiaz­do­zbiorze Warkocza Bereniki. Jego masę sza­cu­jemy na mniej więcej 21 miliardów Słońc. 

Czymże zatem czarna dziura z NGC 1277 zasłu­żyła sobie na spe­cjalne zain­te­re­so­wanie astro­nomów i dlaczego zawracam nią wasze głowy? Otóż, zasad­niczo rozmiary tych gra­wi­ta­cyj­nych silników korelują z wiel­ko­ściami napę­dza­nych przez nie galaktyk. Przy­kła­dowo tłu­ściochy zasia­da­jące na tronach prze­ciętnie dorod­nych galaktyk, jak Droga Mleczna lub Andro­meda, nie prze­kra­czają masy 5 milionów Słońc. Nasz Sagit­ta­rius A* – nie uchy­biając roz­ta­czanej przez niego grozie – stanowi więc ledwie zauwa­żalny ułamek całej galak­tyki o masie ponad biliona Słońc. W przy­padku NGC 1277 mamy do czy­nienia z sytuacją kurio­zalną, bowiem sama galak­tyka pre­zen­tuje się co najmniej pię­cio­krotnie mizer­niej od Drogi Mlecznej, a nosi w sobie potwora o masie 17 miliardów Słońc. Dys­pro­porcja wydaje się pora­ża­jąca: omawiana czarna dziura stanowi od 14% do 16% masy całej galak­tyki!
ngc cs
Oczy­wi­ście geneza tej, jak i niemal każdej super­ma­sywnej czarnej dziury, wygląda ździebko inaczej niż w przy­padku ich drob­niej­szych kole­żanek. Nie­moż­liwy byłby przecież sce­na­riusz, w którym taka bestia wyska­kuje z super­nowej po śmierci poje­dyn­czej gwiazdy; obawiam się, że ślady takiej eks­plozji nosiłoby całe kosmiczne sąsiedztwo. Ewolucja naj­ma­syw­niej­szych dziur odbywa się na drodze fuzji, dłu­go­trwa­łego wpadania na siebie czarnych dziur i łączenia w większe. Przez miliardy lat stwory te łykały naj­bliższe gwiazdy jak lan­drynki, popi­jając pobli­skimi obłokami, od czasu do czasu prze­gry­zając całość kolejną czarną dziurą. I tak dalej…

Jaki jest wynik kosmicz­nego obżar­stwa każdy widzi.

PS Panie Nolan! I gdzie teraz jest pańska Gar­gantua? 😉

podpis-czarny

Naukowy totalitarysta. Jeśli nie chcesz aby wpadli do Ciebie naukowi bojówkarze, zostaw komentarz.

  • DK

    Ciekawe ile takich czarnych dziur dryfuje sobie po cichu, nie mając w oto­czeniu nic co mogło by w nie wpadać i pozwolić namie­rzyć ich obecność.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Takich? Żadna. Czarne dziury o masie milionów, czy nawet tysięcy Słońc dzia­ła­łyby niczym słoń w składzie por­ce­lany. Na pewno dostrze­ga­li­byśmy gra­wi­ta­cyjne odciski ich tłustych łapsk. 😉

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Artur Trze­biński

        Oso­bi­ście mam wrażenie, że pytanie o samotne olbrzymie czarne dziury wcale nie jest takie głupie. po wessaniu ota­cza­jącej materii (czyli galaktyk i innych czarnych dziur) taki olbrzym mógłby znaleźć się w obszarze, w którym zabraknie „porząd­nego pokarmu” (a drobną „zawie­sinę pyłową” wcią­gnąłby niemal równie szybko, niczym wygłod­niały kuzyn Kaczora Donalda wcią­ga­jący obiadowy groszek ze stołu swojego gospo­darza 😀 https://www.youtube.com/watch?v=jJYtrCakZ08). Jako, że siły gra­wi­ta­cyjne do odle­głości mają się odwrotnie pro­por­cjo­nalnie i to z kwa­dratem, to całkiem możliwe, że nawet olbrzymy bardzo powoli „przy­sy­sa­łyby” nową materię w swoje okolice. No, ale sza­cunków nie robiłem, głowy uciąć nie dam.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Wyklu­czyć czegoś takiego nie mogę, bo wszech­świat zna nawet naj­dziw­niejsze twory. Nadal wydaje mi się to jednak bardzo nie­praw­do­po­dobne. Przede wszystkim, to nie działa tak, że wszystkie orbi­tu­jące wokół czarnej dziury ciała (w tym przy­padku cała galak­tyka!) muszą na nią spaść! Wręcz prze­ciwnie, zagro­żone jest głównie naj­bliższe sąsiedztwo, krążące pod pechowym kątem. Po wtóre, stwór który pożarłby galak­tykę, zakłó­całby ruch całych gromad – tego naprawdę nie da się ukryć.

        Ale filmik udany. Czar wspo­mnień. ^^

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • DK

        Owszem, praw­do­po­do­bień­stwo czarnej dziury bez żadnego towa­rzy­stwa jest skrajnie małe ale wszech­świat skrajnie duży więc teo­re­tycznie prze­mie­rzając go odpo­wiednio długo byśmy wpadli i na coś takiego.
        Chodziło mi bardziej o ogólnie czarne dziury, niż giganty kryjące się w sercach galaktyk.
        Znów czysto teo­re­tycznie np. podczas zde­rzenia się dwóch galaktyk czarna dziura średnich roz­miarów mogłaby zostać uderzona przez jakaś wielką gwiazdę lub inna czarną dziurę i wybita ze swojej orbity.
        Chociaż tu sam się zasta­na­wiam czy takie wybicie jest możliwe, czy gwiazda została by pocią­gnięta za dziurą.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • juri tyt

        mecha­nika kwantowa dopuszcza wszystko

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Tomek Paru­szewski

    Fajnie napisane 🙂
    A teraz z innej beczki – przy próbie dodania RSS wyświetla mi się kod RSSa zamiast okienka mojego czytacza…

    (This XML file does not appear to have any style infor­ma­tion asso­ciated with it. The document tree is shown below.)

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Jurek

    Szkoda, że autor nic nie napisał jak zbu­do­wana jest ta czarna dziura, bo z tego co wiem super masywne czarne dziury są inaczej zbu­do­wane (są mniej gęste) niż te mniej masywne. To powinno być uzu­peł­nione.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • juri tyt

      super­ma­sywne czarne dziury maja sil­niejszą gra­wi­tację ale ich przy­cią­ganie jest łagod­niejsze niz czarnych dziur gwiaz­do­wych. wpadając do takiej bardzo długo byśmy spadali nie odczu­wając jej skutków, ale po pewnym zasie byśmy zaczęli się roz­ciągać ajk makaron. to by było bardzo nie­przy­jemne i bolesne. wpadając do gwiaz­dowej czarnej dziury niemal natych­miast byśmy byli roz­ciąani. pozdra­wiam 🙂

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Leszko

    Z tego co wiem rozmiar czarnej dziury (każdej) jest porów­ny­walny z roz­miarem elek­tronu, czyli jest ona bardzo, bardzo mała. Czarne dziury różni tylko ich promień Schwarz­wilda, zależny od siły gra­wi­tacji, a więc masy. Mam rację?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Jak na mój gust utoż­sa­miasz czarną dziurę z punktową oso­bli­wo­ścią, znaj­du­jącą się w jej wnętrzu.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • juri tyt

        ale przecież czarna dziura to tak naprawdę tylko oso­bli­wość a horyzont zdarzeń to granica której nie możemy nzo­ba­czyć bo nie odbija światła, bo nie może, zostaje „wchło­nięte” przez czarną dziurę.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

        Abso­lutnie nie. Naj­pro­ściej mówiąc czarna dziura to właśnie horyzont zdarzeń + oso­bli­wość. Możemy mówić, że horyzont to „tylko” pewna nie­ma­te­rialna granica, ale jednak ma ona swoje bardzo wyraźne fizyczne zna­czenie i nadaje sens całej kon­strukcji. Właśnie w związku z hory­zontem teo­re­ty­zu­jemy na temat fire­walli, pro­mie­nio­wania Hawkinga, entropii dziur czy zasady holo­gra­ficznej.

        To trochę tak jak gdyby stwier­dzić, że Jowisz to w istocie tylko nie­wielkie skaliste jądro, przy­kryte nie­istotną kupą gazów. 😉

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • juri tyt

        no niby tak, ale jest różnica, gazy są materią (można zary­zy­kować to stfier­dzenie) a horyzont zdarzeń to… i tu pojawia się problem bo nie znajduje nic co by wska­zy­wało na to że horyzont zdarzeń to materia. napewno jest ważny ale nie wiadomo czy jest to część czarnej dziury. chodzi mi o mate­rialną część.

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Shrek

    „Ziemia to pyłek na tle tarczy sło­necznej”
    Powiedz to stojąc na Księżycu podczas zaćmienia tegoż, cff­fa­niaczku :]

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Miranda

    Super styl pisania!;-)))) aż mi się mina cieszy jak wyobrażę sobie tą „bestię” 🙂

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Stefan

    A tu za, dajmy na to, 30 lat, pojawią się fizycy, którzy będą tłu­ma­czyć, że nie ma żadnych czarnych dziur, że ich wyobra­żenie to błąd powstały z nie­do­kład­nych obliczeń, że nie ma niczego takiego, co by to pożerało materię po prze­kro­czeniu hory­zontu zdarzeń…

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      O to chodzi, a Nobel czeka. Jeśli tylko rze­czy­wi­ście obli­czenia i rozu­mo­wanie czer­piące z OTW okażą się błędne. Na razie jednak nic na to nie wskazuje.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Stefan

        A na prawdę nie da się alter­na­tywnie wyjaśnić tego, co uważamy za „dowody” na rzecz czarnych dziur? Jak dla mnie, to przecież tych „dowodów” nie mamy…

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • juri tyt

      a co z soczew­ko­wa­niem gra­wi­ta­cyjnym?

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Stefan

    A jeżeli wyobra­żamy sobie, że statek kosmiczny znaj­du­jący się dość
    blisko czarnej dziury, zaczyna odczuwać jej gra­wi­tację, prze­kracza
    horyzont zdarzeń i nie może się w żaden sposób oprzeć przy­cią­ganiu ku
    oso­bli­wości, zaś wraz z każdym kilo­me­trem bliżej tej oso­bli­wości jest
    coraz większa gra­wi­tacja, aż w końcu statek jest roz­ry­wany w miej­scach
    naj­słab­szych spawów, a następnie każdy element jest roz­ry­wany na 
    mniejsze frag­menty, te na mniejsze, a naj­mniejsze osta­tecznie roz­ry­wane
    są na poje­dyncze czą­steczki che­miczne, a te są roz­ry­wane na poje­dyncze
    atomy, z nich odrywane są elek­trony, aż – wraz z coraz większą
    gra­wi­tacją, jądra atomowe pozba­wione elek­tronów, roz­ry­wane są na protony
    i neutrony, a te z kolei na kwarki… to czy nie doj­dziemy do punktu
    koń­co­wego tej litanii destrukcji, gdzie są prak­tycznie same kwarki, a przecież wiemy, że kwark sam w sobie długo nie żyje, wiemy, że prak­tycznie nie może istnieć poje­dynczo i skoro nie może się połączyć z innymi tworząc proton czy coś podob­nego – bo przecież proces zachodzi w drugą stronę, gra­wi­tacja rozrywa na strzępy – to skoro nie może istnieć to nie rozpada się na kilka innych ele­men­tar­nych cząstek, czyli mówiąc inaczej, znika a w jego miejscu nie poja­wiają się inne rzadziej spo­ty­kane cząstki, które równie krótko żyją roz­pa­dając się na jeszcze inne, tak, że w oso­bli­wości powstaje nie­skoń­czona prze­miana kwantowa jednych czą­ste­czek w inne = czysta energia?

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Sta­ni­sław Mił­kowski

    Czarne dziury mają jedną ciekawą wła­ści­wość, z której nie każdy zdaje sobie sprawę. Promień hory­zontu zdarzeń czarnej dziury jest wprost pro­por­cjo­nalny do jej masy. Jeśli masę dziury zwięk­szymy dwa razy, to dwu­krotnie wzrośnie jej promień. Nato­miast masa kuli jest pro­por­cjo­nalna do sze­ścianu jej pro­mienia, czyli jeśli promień kuli wzrośnie dwa razy, masa powiększy się aż ośmio­krotnie. Oznacza to tyle, że im masyw­niejsza czarna dziura, tym mniej gęsta musi być materia, aby potwór takowy powstał. Super­ma­sywne czarne dziury może więc utworzyć materia o gęstości niższej niż ziemska atmos­fera.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Sta­ni­sław Mił­kowski

    Zasta­wiam się, czy takie potwory rze­czy­wi­ście powstały z połą­czenia mniej­szych czarnych dziur. Bardziej praw­do­po­dobne wydaje mi się, że powstały od razu, z zapa­da­ją­cych się obłoków kosmicz­nego gazu. Przy okre­ślonej masie/gęstości taki obłok powinien utworzyć czarną dziurę zanim gaz zostałby na tyle ści­śnięty, by roz­po­częły się w nim procesy fuzji.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0