O istnieniu czarnych dziur wiemy nie dlatego, że widzimy je „gołym okiem”, lecz dlatego, że mierzymy ich wpływ na otoczenie. Czarna dziura sama nie świeci, ale jej grawitacja zmienia ruch gwiazd i gazu w sposób, którego nie da się prosto wyjaśnić innymi obiektami.
Co tak naprawdę można zaobserwować zamiast samej czarnej dziury?
Najprostszy ślad to ruch pobliskich obiektów. Jeśli gwiazdy krążą wokół niewidocznego centrum bardzo szybko, a z obliczeń wynika, że w tym miejscu musi znajdować się ogromna masa „ściśnięta” w małej objętości, to najspójniejszym wyjaśnieniem jest czarna dziura. Tak właśnie bada się m.in. centrum Drogi Mlecznej, gdzie gwiazdy orbitują wokół niewidocznego, bardzo masywnego obiektu.
Dlaczego gaz wokół czarnej dziury potrafi świecić wyjątkowo jasno?
Choć czarnej dziury nie widać, często widać materię spadającą na nią. Gaz tworzy dysk akrecyjny, czyli wirujący „pierścień” materii rozgrzewanej tarciem i ściskaniem do bardzo wysokich temperatur. Taki dysk może świecić w promieniowaniu rentgenowskim i ultrafioletowym. Dodatkowo część materii bywa wyrzucana w wąskich strugach, zwanych dżetami, które także zdradzają obecność niezwykle silnego pola grawitacyjnego.
Jak powstają „zdjęcia” czarnej dziury, skoro ona nie emituje światła?
Słynne obrazy z teleskopu Event Horizon Telescope nie pokazują samej czarnej dziury, tylko jej „cień” na tle świecącego gazu. To obszar, z którego światło zostaje przechwycone przez grawitację. Kształt i rozmiar tego cienia pasują do przewidywań ogólnej teorii względności, co jest mocnym testem, że obserwowany obiekt zachowuje się jak czarna dziura.
Czy fale grawitacyjne też są dowodem na czarne dziury?
Tak, bo rejestrowane sygnały z detektorów fal grawitacyjnych odpowiadają zderzeniom i łączeniu się bardzo masywnych, bardzo zwartych obiektów. Kształt tych sygnałów zgadza się z obliczeniami dla czarnych dziur. W nauce rzadko ma się „jeden dowód”, ale tu wiele niezależnych obserwacji składa się w spójny obraz.
Stopka: https://nextor.pl/category/poznaj-kosmos/
Materiał ma charakter popularnonaukowy i wyjaśnia zagadnienie na podstawie aktualnej wiedzy naukowej.
