Crafoordova cena za dôkaz existencie supermasívnej čiernej diery

V srdci našej Galaxie drieme neuveriteľná obluda, objekt Sagittarius A, ktorý je s najväčšou pravdepodobnosťou supermasívnou čiernou dierou. Dôkaz jej existencie si odniesol tohtoročnú Crafoordovu cenu za astronómiu.

Crafoordova cena je jednou z najvýznamnejších vedeckých cien sveta. Udeľuje sa od roku 1982 za matematiku, astronómiu, vedy o Zemi a biologické vedy. Tento rok sa udeľovala za astronómiu a matematiku. Cenu za astronómiu získali Reinhard Genzel a Andrea Ghez, za doteraz najdôveryhodnejší dôkaz existencie supermasívnej čiernej diery v jadre našej Galaxie. Reinhard Genzel z  Max Planck Inštitútu pre Mimozemskú Fyziku a Andrea Ghez Kalifornskej Univerzity si každý odnášajú cenu vo výške 4 miliónov švédskych korún.

Za čo bola Crafoordova cena udelená

Predpokladajme, že v jadre našej Galaxie skutočne je supermasívna čierna diera. Tá na svoje okolie pôsobí gravitačnou silou, ktorou môže zachytiť hviezdy vo svojom okolí, ktoré potom okolo nej obiehajú. Ak sa tak skutočne deje, tak sa nám bude zdať, že obiehajú takpovediac okolo ničoho. Z trajektórií a rýchlosti hviezd obiehajúcich čiernu dieru je možné za pomoci Keplerových zákonov určiť jej hmotnosť a upresniť jej možné rozmery. 

Tímy z Max Planck Inštitútu a Kalifornskej Univerzity skúmali túto hypotézu. Nemecký tím využíval pozorovania z Európskeho južného obsetrvatória, americký z Keckových  teleskopov na Havaji. Pozorovania, ktoré začali v roku 1992 sa zamerali na okolie objektu Sagittarius A. Ide o silný rádiový zdroj v jadre našej Galaxie objavený v roku 1974. V roku 2002, desať rokov po začatí meraní bol zverejnený objav prvej hviezdy objehajúcej jadro našej Galaxie. Hviezda nesúca pomenovanie S2 obehne jadro Galaxie za 15 rokov. V nasledujúcich 10 rokoch bolo identifikovaných 28 takýchto hviezd.

Z týchto pozorovaní nemecký tím určil hmotnosť objektu v strede našej Galaxie na 4.31 ± 0.38 miliónov slnečných hmotností, americký tím zas na 4.1 ± 0.6 miliónov slnečných hmotností. Pre porovnanie, najmasívnejšie hviezdy v našej Galaxii, ako napríklad Eta Carinae majú hmotnosť 150 násobku hmotnosti nášho Slnka. Objekt v srdci našej Galaxie je 27 tisíc krát ťažší. 

Z trajektórii najbližších hviezd je možné odhadnúť rozmer objektu okolo ktorého obiehajú. Hviezda S2 sa v najbližšom mieste svojho obehu priblíži k centrálnemu objektu na vzdialenosť 17 svetelných hodín. Obiehaný objekt tak musí byť signifikantne menší než 17 svetelných hodín. Z najnovších meraní sa dá odhadnúť, že je výrazne menší než 6.25 svetelných hodín. Ak poznáme horný limit veľkosť objektu a jeho hmotnosť, môžme určiť spodný limit pre jeho hustotu. Tá je určite väčšia než 6.6 gramu na meter kubický.

Supermasívna čierna diera je jediným známym kandidátom, ktorý by mohol mať tak vysokú hmotnosťou a takú vysokú hustotu. 

 

 

Zdroj: www.crafoordprize.se

Komentáre (14)
roob
preboha toto kto pisal? 6,6 gramu na m3 ??? Voda ma 1000kg/m3 a cierna diera ma 6,6 gramu? Daco tu nesedi s kostolnym poriadkom. Navyse ten "rozmer" o ktorom sa hovori vobec nieje "rozmer objektu" = rozmer ciernej diery, ale bude to rozmer Horizontu udalosti, co je zjednodusene hranica vzdialenosti od samotnej CD kde uz je "vsetko" vratane fotonov pritahovane smerom k CD. CD nazyvana aj singularita ma zrejme nulovy rozmer, pripadne planckov rozmer. Hustota potom bude bud nekonecna (co si myslim ze je blbost) alebo "kurva velka" a nie 6,6 gramu na kubik :) Uz len hustota vzduchu je okolo 1kg/m3
redakcia
Je to skutocne tak kedze, zacitujem "Priemerná hustota supermasívnej čiernej diery môže byť veľmi nízka, v skutočnosti môže byť nižšia ako hustota vody. Je tomu tak, pretože polomer čiernej diery sa so zväčšujúcou hmotnosťou lineárne predlžuje. Následne, hustota sa so štvorcom hmotnosti zmenšuje." Potom, skor nez tu budes nabuduce prebohovat tak si predel dve cisla a zistis, ze jednoducho sedia. A potom si uvedom, ze ide o odhad spodneho limitu.
roob
prave ze polomer CD sa pribudajucou hmotnostou nemeni, v tom je ten vtip. Meni sa polomer horizontu udalosti. To je ale len myslena hranica gravitacneho pola ciernej diery, kde je to pole prave tak silne, ze pritahuje fotony.
redakcia
Ved to plati prave pre Schwarzschildov polomer. Tak, vidis, moze to byt aj v radoch gramov na m3. Ak mas stale pochybnosti tak zacni napr. na http://en.wikipedia.org/wiki/Schwarzschild_radius v casti Supermassive black hole a citaciach tam.
sedgar
Myslim ze je to v poriadku... - je to hustota celej ciernej diery, pricom jej priemer je dany horizontom udalosti - horizont udalosti je vzdialenost od centra ciernej diery z ktorej uz neunikne ani svetlo - tj fotony ktore sa dostanu k CD blizsie ako je horizont udalosti uz z nej neuniknu... - nikde vsak nieje napisane ze horizont udalosti je zaroven aj jej povrch, ci ho tvori daka hmota!!! Je to proste len matematicky vypocitana velkost/vzdialenost v ktorej gravitacne sily "premozu" svetlo... - gravitacia ako sila zavisi od hmotnosti (rastie s nou priamoumerne) a vzdialenosti (klesa s druhou mocninou vzdialenosti) - hmotnost ciernej diery (pokial ma nejaku obrovsku ale konecnu hustotu) bude rast s TRETOU mocninou jej priemeru!!! - teda by sa dalo povedat, ze cim vecsia cierna diera (horizont udalosti), tym mensia bude jej priemerna hustota... to vsak neznamena ze v jej centre nebude ovela ovela vyzsia... PS: len obrazne k hustote ciernych dier... tu sice nepozname (a v jej centre je mozno nekonecna), ale hustota neutronovej hviezdy je radovo cca 100 000 000ton na cm3!!! (tj v jednom stamprlicku je hmotnost priblizne podobna 300x300x300metrovej zeleznej kocke) a v centre CD bude urcite minimalne o par radov vyzsia ;)
Pjetro_de
1) A vsimol si si slovisko "S P O D N Y" odhad pre jeho hustotu? Samozrejme cierna diera ma hustotu ovelaaaaaa vacsiu. 2) Neviem, ale cierna diera imho nie je samotna singularita v strede s nulovym ci planckovym rozmerom ci nejakym neslusne malym rozmerom kde sa prejavuje unifikacia silno-elektroslabej interakcie a gravitacnej interakcie, ale cele vnutro gule s povrchom tvoriacim horizont udalostí.Koniec koncov hovori o tom aj clanocek: http://sk.wikipedia.org/wiki/Schwarzschildov_polomer, t.j. ČD nie je samotna singularita, ale vnutro prislusnej gule, resp. teleso s mensim ako kritickym polomerom. Teleso mensie ako jeho kriticky polomer vsak neexistuje, preto sa zcucne do singularity, potom existuje uz klen singularita a "prazdne vnutro" ČD. 3) Ak spravne pocitam, kriticky polomer pre hmotnost 4,2M nasich Slnk je az cca 6 milionov km, co je teda ozaj sila, kezde pre Zem je to iba 4,5 mm a Slnko tusim 3 km.
Pjetro_de
Vyjadrane v "svetelnych" jednotkach ten polomer ciernej diery nie je az taky velky, kedze 6 miliov km je iba 20 svetelnych sekund :)
roob
no a tu sa nase nazory rozchadzaju.. CD je singularita, "to okolo" az po horizont udalosti uz cd nieje. Ani Zem neberieme hranicu, kde dosiahne jej gravitacia, ale len jej povrch. Slnko by potom kludne mohlo byt az po Pluto, lebo tam este posobi jeho gravitacia. A keby aj.. ani pri tak velkom rozmere nemoze byt priemerna hustota 6 gramov/m3.
Pjetro_de
No zalezi v akom zmysle Zem myslis. Ci zem s malym "z" v zmysle povrch, potom je to skutocne iba povrch. Ak Zem s velkym "Z" a teda celu planetu tak ako to mame na mysli v astromomii, je nad slnko jasne, co nad slnko, nas superkopu galaxii je jasne, ze Zem je cela planeta, teda aj jej vnutro. Obavam sa ze v diskusii o ciernych dierach a o astromonii vseobecne, mame na mysli prave ten astronomicky vyznam.
Pjetro_de
Ak sa povie ze na Zemi zije 7 miliard ludi, myslime na celej planete. Ano, ziju na povrchu a malokto ci takmer nikto nehovori ze na povrchu Zeme zije 7 miliad ludi. Je to miesanie pojmov a dojmov. Koniec koncov to mozno suvisi aj s logikou a gramatikou, nakolko predlozka "na" Zemi hovori, ze je to skutocne iba na povrchu tej planety (gule, ci vlastne dvoj-oseho rotacneho sferoidu). Ak by sme chceli vyjadrit ze ludstvo zije aj pod povrchom, napr. v 2000 km hlbke na 1/3 cesty k zemskemu jadru (dobre sci-fi akoze by sme boli KArdasovova civilizacia I. druhu), tak by z gramatickeho hladiska bolo spravnejsie povedat nie "na" planete Zeme zije X ludi, ale "v" planete Zem zije X ludi ...
Pjetro_de
1) Uz podla Newtona ma gravitacia nekonecny dosah (klesa s druhou mocninou vzdialenosti - akurat Einstein ukazal ze sa nesiri okamzite). Takze ziadne teleso, ani Zem ani Slnko nema ziadnu teoreticku hranicu, pokial by posobila jeho gravitacia a dalej uz nie. Takze tato tvoja uvaha je zla. 2) Co sa tyka ČD, horizont udalosti je vyznamy tym, ze je to imaginarna hranica (imaginarna gulova/elipsoidna plocha), kde je unikova rychlost presne rychlost svetla. Preto je ta hranica taka vyznamna a preto vsetko co je pod tymto horizontom je pre nas naveky stratene a totalne tmave. Samozrejme to neznamena je gravitacia ČD neposobi dalej za horizontom, dalej od ČD. Samozrejme ze posobi! 3) Pomylil som sa vo vypocte, pre Zem je cca 9 mm (8,9 mm) a nie 4,5 mm. Pre Slnko je to OK asi 2960 m a pre hentu nasu 6 milionv km.Ako pise WIKI: podstatne je, ze stredná hustota vnútri kritickeho polomeru sa zmenšuje so zväčšovaním hmotnosti čiernej diery. Kým ČD s hmotnosťou Zeme by mala hustotu 2*10^30 kg/m^3 (vynechavam skutočnosť ze vo vesmíre neexistuje mechanizmus, ktorý by nakopenie hmoty aku ma Zem, samovolne stlacil do blizkosti kritickeho polomeru), ČD s hmotnosťou Slnka by mala hustotu "iba" 2*10^30 kg/m^3 (opat na samovolny vznik malo hmoty), ČD v centre našej galaxie s hmotnostou 4,2 milionov nasich Slnk (t.j. vnutro gule pod kritickym polomerom) ma priemernu hustotu 10^7 kg/m^3 (t.j. meter kubicky ma "iba" 10 000 ton) a ČD v centre nasej susedny Andromedy s hmotnostou jednej miliardy nasich Slnk na strednu hustotu iba 20 kg/m^3, t.j. 50x menej ako voda !!!
Rabinski
Tiez sa mi zda 6.6 gramu malo na m3 ale je tam napisane : "Tá je určite väčšia než 6.6 gramu na meter kubický " takze to moze byt aj miliarda ton na m3.
mano8
akoze nwm naco tu rozoberate take troska nepodstatne veci, podstatnejsie je, co nam toto zistenie prinesie ???
passco
Cenu pre niekoho kto to objavil alebo nadej ze raz to budeme pouzivat ako neobmedzeny zdroj energie ..
Pridať nový komentár
TOPlist