černé díry

Portugalští fyzici v simulacích zkoumali hypotetické černé díry obklopené skalárním polem, označovaným jako „vlas“. Ukázalo se, že takové uspořádání může být nestabilní a skončit buď pohlcením pole černou dírou, nebo jeho oddělením. Ve druhém případě černá díra opustí skalární oblak a zůstane po ní samostatná bosonová hvězda, tedy hypotetický objekt tvořený částicemi bez spinu. Model využívá elektricky nabité černé díry, které se nepovažují za běžné astrofyzikální objekty, a jde proto hlavně o teoretický výsledek. Podobný proces by v realističtějších modelech mohl vytvářet rozpoznatelné gravitační vlny.

Nová teoretická studie zkoumá, zda by mikroskopické prvotní černé díry vzniklé krátce po velkém třesku mohly zasahovat do hypotetické „temné“ páté dimenze. Pokud by tato dodatečná dimenze existovala a měla rozměr kolem mikrometru, gravitace velmi malých černých děr by se do ní mohla šířit. Autoři dospěli k závěru, že černé díry vytvořené při raných fázových přechodech nebo kolapsem kosmických strun by za těchto podmínek měly pětidimenzionální geometrii. Takové objekty by se Hawkingovým zářením vypařovaly pomaleji než běžné čtyřrozměrné černé díry, takže některé by mohly přetrvat až do současnosti. Autoři spekulují, že jejich zánik by mohl souviset i s mimořádně energetickým neutrinem zachyceným observatoří KM3NeT, důkazy pro prvotní černé díry ani skrytou dimenzi však zatím neexistují.

Astronomové popsali hvězdu S301, která oběhne supermasivní černou díru Sagittarius A* ve středu Mléčné dráhy za 8,7 roku. Při nejbližším průletu dosahuje rychlosti přes 25 000 kilometrů za sekundu, tedy asi 8,5 procenta rychlosti světla. Ke černé díře se přiblíží zhruba desetkrát více než dříve sledovaná hvězda S2, což z ní činí mimořádně cennou sondu pro studium extrémní gravitace. Její dráha by mohla umožnit změřit rotaci Sagittarius A* prostřednictvím efektu strhávání časoprostoru a později otestovat teorii, podle níž černé díry popisují především hmotnost a spin. Další těsný průlet se očekává koncem roku 2031.

Vesmírný teleskop Jamese Webba zachytil vodu, prach a další sloučeniny bohaté na kyslík v okolí hvězdy IRS 3, vzdálené jen 0,55 světelného roku od supermasivní černé díry Sagittarius A*. Hvězda je ve fázi asymptotického obra, při níž silným hvězdným větrem odvrhuje své vnější vrstvy do okolí. Pozorování ukazují, že tvorba prachu a přežívání molekulárního materiálu jsou možné i v extrémním prostředí galaktického centra s intenzivním zářením. IRS 3 může mít asi šestinásobek hmotnosti Slunce, stáří zhruba 72 milionů let a svítivost až 60 tisíckrát vyšší než Slunce. Zjištění naznačuje, že i hvězdy v bezprostředním sousedství supermasivních černých děr dál obohacují okolní prostor o materiál potřebný pro složitější chemii.

Astronomové pomocí simulací vývoje Mléčné dráhy odhadli, že v galaxii může být zhruba 170 milionů černých děr hvězdné hmotnosti. Tyto objekty jsou většinou neviditelné, protože nevyzařují světlo, pokud nepohlcují okolní hmotu. Model předpovídá, že černé díry vytvářejí disk výrazně silnější než disk hvězd, protože je po výbuchu supernovy odnášejí takzvané porodní rychlostní impulzy. Lehčí černé díry by měly dostávat silnější impulzy a pohybovat se dál od galaktické roviny. Budoucí pozorování jejich hmotností a pohybů by mohla pomoci objasnit průběh supernov i vznik černých děr; studie zatím čeká na recenzní řízení.

Singularita černé díry dosud považovaná za bod může být ve skutečnosti trojrozměrný povrch. Výzkum fyziků Andrewa Hamiltona a Tylera McMakena naznačuje, že tento koncept překrucuje dosavadní porozumění. Nový pohled nabízí alternativní pohled na strukturu singularit, což by mohlo změnit základy teorie o kvantové gravitaci. Tato teorie by mohla spojit obecnou relativitu s kvantovou mechanikou, které nyní na extrémních podmínkách uvnitř černých děr selhávají. Jejich práce byla přijata k publikaci v časopise Physical Review D.

Fotografie černé díry obsahují světlo, které opustilo zdroj v různých časech kvůli deformacím časoprostoru. Fyzikové Rojas-Paternina a Cárdenas-Avendaño zkoumají modely „rychlého“ a „pomalého“ světla pro pochopení cestování světla kolem černé díry. Nová metoda nazvaná „brisk light“ vyvažuje přesnost a výpočetní náročnost. Tato metoda může být důležitá pro budoucí observatoře schopné zkoumat detaily, jako jsou fotonové kruhy, kde časové zpoždění je klíčovým faktorem. Současné snímky černých děr M87* a Sgr A* byly vytvořeny s přijatelnou přesností pomocí rychlého modelu světla.

Vědci pod vedením Lorenza Procopioa simulovali černou díru pomocí světla a pozorovali analogické Hawkingovo záření. Experiment se zaměřil na zpětnou reakci, která vysvětluje, jak je energie přenášena z černé díry do záření. Výsledky naznačují, že proces může být jednoduchý a přímý, což by mohlo v budoucnu pomoci lépe pochopit teoretickou fyziku černých děr. Sledování tohoto jevu kolem reálné černé díry zůstává zatím nemožné, ale experimentální data mohou přispět k řešení námitek a otázek v rámci fyziky černých děr.

Vědci možná poprvé detekovali signaturu horizontu událostí černé díry pomocí gravitačních vln. Tento objev vznikl při zkoumání vlny z masivní srážky dvou černých děr. Teoretická práce naznačuje, že přímá vlna, kterou našli, může nést informace o horizontech černých děr. Zatímco dosavadní pozorování byla spíše nepřímá, nové signály nabízejí přímější pohled na tyto oblasti. Výsledky této práce, které byly publikovány v Nature, by mohly přinést nový způsob studia černých děr a testování obecné relativity.

Astronomové objevili nejstarší známý blikající kvazar, jehož světlo k nám cestovalo přes 13 miliard let. Tento starověký kvazar, J0439+1634, má překvapivě dobře vyvinutý zářivý disk materiálu, což naznačuje jeho vyspělost. Objev blikání tohoto kvazaru pomáhá pochopit růst obřích černých děr v kosmické historii. Bylo použito vícevlnové pozorování, které odhalilo, že tento kvazar má hmotnost přesahující 600 milionů sluncí. Studie přináší nové metody pro měření hmotnosti nejstarších kvazarů a poskytuje základ pro budoucí výzkum s novými observatořemi.