Wizualizacja NASA prezentuje losy gwiazd skazanych na zagładę

Czarne dziury to potężne obiekty o niezwykle silnej grawitacji, od których nie jest w stanie uciec nawet światło. Jeżeli jakakolwiek cząstka przekroczy ich horyzont zdarzeń, zostanie pochłonięta przez nicość i już nie wróci. Obiekty, które zbliżają się do czarnych dziur z czasem są dosłownie rozrywane, a ich gaz, nagrzewający się za sprawą tarcia i emitujący w rezultacie potężne promieniowanie, jest wsysany do wnętrza czarnej dziury.

We Wszechświecie znajduje się wiele układów podwójnych składających się na czarną dziurę i krążącą wokół niej gwiazdę. Gwiazdy do nich należące są niestety skazane na zagładę, której nikt nie jest w stanie zapobiec. Zaobserwowano dotychczas niejeden taki układ, ale każdy z nich jest nieco inny. Najnowsza wizualizacja NASA obrazuje ich różnorodność, w tym na kilku ekstremalnych przykładach.

Czarne dziury w akcji

NASA uwzględniła na swoim filmie 22 układy składające się na czarną dziurę i gwiazdę. Każdy z nich został ukazany w sposób taki, jak widzimy go z naszej perspektywy. Są to układy, które znajdują się albo w naszej galaktyce – Drodze Mlecznej – albo w Wielkim Obłoku Magellana. Wielki Obłok Magellana to galaktyka sąsiadująca z Drogą Mleczną – znajduje się około 160 tysięcy lat świetlnych od Ziemi.

„Dowiedz się więcej o najbardziej znanych układach czarnych dziur w naszej galaktyce i jej sąsiadce, Wielkim Obłoku Magellana. Ta wizualizacja prezentuje 22 rentgenowskie układy binarne, zawierające potwierdzone czarne dziury o tej samej skali, których orbity zostały przyspieszone około 22 000 razy.”, czytamy w opisie wizualizacji. „Widok każdego układu odzwierciedla to, jak widzimy go z Ziemi. Barwy gwiazd, od biało-niebieskich po czerwonawe, reprezentują ich temperatury, od 5 razy większych niż temperatury Słońca po o 45% niższe.”

Obiekty ukazane na wizualizacji to na przykład układ MAXI J1659, złożony z czarnej dziury o masie gwiazdowej i czerwonego karła. Ten czerwony karzeł obiega czarną dziurę, wokół której krąży, w zaledwie… 2,4 godziny. Inne ekstremalne układy zaprezentowane w materiale to GRS 1009, GRO J0422 czy XTE J1859.

NASA przedstawiła na wizualizacji także układy składające się z nieco większych obiektów, okrążających się w wolniejszym tempie. Przykładem jest układ GRS 1915, do którego należy gwiazda ciągu głównego oraz czarna dziura o masie około 14 mas Słońca. Czyni ją to jedną z najmasywniejszych gwiazdowych czarnych dziur w Drodze Mlecznej.

Dualizm układów czarna dziura-gwiazda

Jak pod materiałem wideo wyjaśnia NASA, w tych pasożytniczych układach czarne dziury pochłaniają materię gwiazd na dwa sposoby. Do czarnej dziury albo stale spływa strumień gazu bezpośrednio z gwiazdy, albo czarna dziura pasywnie żywi się wiatrem gwiazdowym wytwarzanym przez krążącą wokół niej gwiazdę. Ta materia następnie tworzy dysk akreacyjny czarnej dziury, która emituje promieniowanie w zakresie światła widzialnego, ultrafioletowego i rentgenowskiego.

„W większości tych układów strumień materii z gwiazdy tworzy dysk akrecyjny wokół czarnej dziury. W innych, tak jak w słynnym układzie Cygnus X-1, dysk tworzy potężny wiatr gwiazdowy generowany przez gwiazdę, częściowo zamiatany przez grawitację czarnej dziury. Dyski akrecyjne charakteryzują się inną kolorystyką, ponieważ ich temperatury są jeszcze wyższe niż temperatury gwiazd. Największy pokazany dysk, należący do układu GRS 1915, obejmuje odległość większą niż dystans dzielący Merkurego od Słońca. Same czarne dziury są pokazane jako większe niż w rzeczywistości z pomocą kół, które mają odzwierciedlać ich masę.”

Aż trudno wyobrazić sobie, jak gigantyczne układy zwizualizowane przez NASA są w rzeczywistości, mimo że nie zawierają one supermasywnych czarnych dziur. Cóż, biorąc pod uwagę to, co dzieje się z należącymi do nich gwiazdami za sprawą czarnych dziur, lepiej, aby żaden człowiek się w nich nie znalazł.

Źródło: NASA (YouTube), fot. tyt. Canva