Zázrak OJ 287: Tancujúce čierne diery a záblesky energie

Predstavte si bod na nočnej oblohe, ktorý svieti s intenzitou triliónov Sĺn. A predstavte si, že tento bod pravidelne exploduje v zábleskoch svetla, ktoré ohromujú astronómov po celom svete. To je OJ 287, jeden z najzaujímavejších a najzáhadnejších objektov vo vesmíre, ktorý sa nám konečne začína odkrývať vďaka novým pozorovaniam a sofistikovaným simuláciám. Anton Petrov na svojom YouTube kanáli priniesol fascinujúci rozbor tohto javu, ktorý si dnes priblížime.

Čo je OJ 287?

OJ 287 je tzv. blazar – aktívne galaktické jadro (AGN) s obrovskou čiernou dierou v centre, ktorá pohltáva plyn a prach a vyvrhuje mohutné žetóny energie do vesmíru. Už od 19. storočia pozorujeme pravidelné záblesky svetla vychádzajúce z tohto bodu vzdialeného štyri miliardy svetelných rokov, ktoré sa opakujú približne každých dvanásť rokov a dosahujú jas desiatok až stoviek triliónov Sĺn. Dôvodom týchto zábleskov je binárna čierna diera – systém pozostávajúci z dvoch obrovských čiernych dier, ktoré sa navzájom obiehajú.

Kľúčové poznatky

• Binárna čierna diera: Základným mechanizmom za zábleskami OJ 287 je systém dvoch supermasívnych čiernych dier, z ktorých jedna (s hmotnosťou okolo 18 miliárd Sĺn) obieha okolo druhej (s hmotnosťou približne 150 Sĺn).
• Záblesky: Keď menšia čierna diera prechádza cez horúci akrečný disk obklopujúci väčšiu, vznikajú silné záblesky svetla.
• Relatívny beaming: Svetlo z OJ 287 je smerované priamo k Zemi vďaka javu nazývanému relatívny beaming, čo zvyšuje jeho jas.
• Precízne simulácie: Vďaka pokročilým počítačovým modelom sa astronómom podarilo presne predpovedať a vysvetliť pozorované javy okolo OJ 287.
• Testovanie Einsteinovej teórie: OJ 287 poskytuje unikátnu príležitosť otestovať Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity v extrémnych podmienkach.

Tancujúce čierne diery a ohromné záblesky

Predstavte si, že sa nachádzate blízko dvoch obrovských tanečníkov na parkete. Jeden je gigantický a stabilný, zatiaľ čo druhý menší sa okolo neho rýchlo točí v prekrútenej dráhe. Keď sa menší tanečník priblíži k centru tanca – ku horúcemu akrečnému disku obklopujúcemu väčšieho – vznikne ohromný záblesk energie. Práve takto funguje systém okolo OJ 287.

Menšia čierna diera, ktorá obieha okolo väčšej, pravidelne prechádza cez horúci akrečný disk. Tento proces vyvoláva obrovské turbulencie a uvoľňuje energiu vo forme zábleskov svetla, ktoré pozorujeme na Zemi. Časový interval medzi týmito zábleskami je približne dvanásť rokov, čo umožňuje astronómom presne sledovať orbitu menšej čiernej diery.

Tajomstvo džetov a simulácie v hodnote 10 triliónov kelvinov!

Okrem zábleskov svetla vedci zistili, že OJ 287 vyvrhuje aj silné žetóny energie. Tieto žetóny sú zakrivené a deformované gravitáciou menšej čiernej diery počas jej obehu okolo väčšej. Vďaka pokročilým simuláciám vedci dokázali presne modelovať tieto javy, pričom dosiahli teploty až 10 triliónov kelvinov – to je oveľa teplejšie ako povrch Slnka!

Prečo je OJ 287 taký dôležitý?

OJ 287 predstavuje jedinečnú príležitosť na štúdium supermasívnych čiernych dier a binárnych systémov. Umožňuje astronómom testovať Einsteinovu všeobecnú teóriu relativity v extrémnych podmienkach, kde je gravitácia najsilnejšia. V budúcnosti by mohol tento objekt pomôcť odhaliť gravitačné vlny produkované spájaním čiernych dier – jav, ktorý sa predpokladá, že nastane o približne 10 000 rokov.

Záverečné úvahy a budúcnosť výskumu

OJ 287 je fascinujúci objekt, ktorý nám odhaľuje tajomstvá vesmíru. Vďaka neustálym pozorovaniam a pokročilým simuláciám sa astronómom podarilo lepšie pochopiť jeho fungovanie a predpovedať budúce javy. Výskum OJ 287 bude naďalej prinášať nové poznatky o čiernych dierach, gravitačných javoch a samotnej povahe vesmíru.

Zdroje:

• IOP Science – Observations of OJ 287
• A&A – Precise orbital parameters of the binary black hole system in OJ 287
• arXiv – The binary black hole system in OJ 287
• MNRAS – Orbital dynamics of the binary black hole system in OJ 287

Približne 175 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.88 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.