NASA infracrveni opservatorij Spitzer nedavno je promatrao baklju iz gigantskog binarnog sustava Crna rupa sustav OJ 287, unutar procijenjenog vremenskog intervala predviđenog modelom koji su razvili astrofizičari. Ovo opažanje testiralo je različite aspekte opće teorije relativnosti, "teorem bez dlake", i dokazalo da je OJ 287 doista izvor infracrvenog Gravitacijski valovi.
Korištenje električnih romobila ističe SL 287 galaksija, koji se nalazi u zviježđu Raka 3.5 milijardi svjetlosnih godina udaljen od Zemlje, ima dva Crne rupe – veći s više od 18 milijardi puta masa Sunca i oko njega kruži manji Crna rupa s oko 150 milijuna puta solarnim masa, i oni tvore binarnu datoteku Crna rupa sustav. Dok kruži oko većeg, manji Crna rupa probija se kroz golemi akrecijski disk plina i prašine koji okružuje svog većeg suputnika, stvarajući bljesak svjetlosti jači od trilijun zvijezde.
Manje Crna rupa sudara se s akrecijskim diskom većeg dvaput u svakih dvanaest godina. Međutim, zbog svoje nepravilne duguljaste orbita (koje se u matematičkoj terminologiji naziva kvazi-Keplarijan, kao što je prikazano na donjoj slici), baklje se mogu pojaviti u različito vrijeme – ponekad u razmaku od samo jedne godine; drugi put, u razmaku od čak 10 godina (1). Nekoliko pokušaja modeliranja orbita i predviđanje kada će se baklje dogoditi bili su neuspješni sve do 2010. godine, kada su astrofizičari stvorili model koji je mogao predvidjeti njihovu pojavu s pogreškom od otprilike jednog do tri tjedna. Točnost modela demonstrirana je predviđanjem pojave baklje u prosincu 2015. s točnošću od tri tjedna.
Još jedan važan podatak koji je ušao u stvaranje uspješne teorije binarnosti Crna rupa sustav OJ 287 je činjenica da supermasivni Crne rupe mogu biti izvori gravitacijski valovi – što je utvrđeno nakon eksperimentalnog promatranja gravitacijski valovi 2016. godine, proizveden tijekom spajanja dva supermasiva Crne rupe. Predviđa se da će OJ 287 biti izvor infracrvenog zračenja gravitacijski valovi (2).
Godine 2018. skupina astrofizičara dala je još detaljniji model i tvrdila da može predvidjeti vrijeme budućih baklji s točnošću od nekoliko sati (3). Prema ovom modelu, sljedeća baklja bi se dogodila 31. srpnja 2019., a vrijeme je bilo predviđeno s pogreškom od 4.4 sata. Također je predvidio svjetlinu baklje izazvane udarom koja će se dogoditi tijekom tog događaja. Događaj je snimio i potvrdio NASA Spitzer Prostor Teleskop (4), koji je otišao u mirovinu u siječnju 2020. Za promatranje predviđenog događaja, Spitzer je bio naša jedina nada jer ovu baklju nije mogao vidjeti niti jedan drugi teleskop na zemlji ili u Zemljinoj orbita, jer je Sunce bilo u zviježđu Raka s OJ 287 i Zemljom na suprotnim stranama od njega. Ovo opažanje je također dokazalo da OJ 287 emitira gravitacijski valovi u infracrvenoj valnoj duljini, kao što je predviđeno. Prema ovoj predloženoj teoriji očekuje se da će se baklja izazvana udarom iz OJ 287 dogoditi 2022. godine.
Opažanja ovih baklji postavljaju ograničenje na “Nema teorema o kosi” (5,6) koji navodi da dok Crne rupe nemaju prave površine, oko njih postoji granica iza koje ništa – čak ni svjetlost – ne može pobjeći. Ta se granica naziva horizont događaja. Ovaj teorem također postulira da materija koja tvori crnu rupu ili pada u nju "nestaje" iza Crna rupa horizontu događaja i stoga je trajno nedostupan vanjskim promatračima, što sugerira da Crne rupe nemaju "bez kose". Jedna neposredna posljedica teoreme je da Crne rupe može se u potpunosti okarakterizirati s njihovim masa, električni naboj i intrinzični spin. Prema nekim znanstvenicima, ovaj vanjski rub crne rupe, tj. horizont događaja, mogao bi biti neravan ili nepravilan, što je u suprotnosti s “teoremom bez dlake”. Međutim, ako se mora dokazati točnost "teorema bez dlake", jedino prihvatljivo objašnjenje je da bi neravnomjerna raspodjela mase velike crne rupe iskrivila prostor oko njega na takav način da bi to dovelo do promjene putanje manjeg Crna rupa, a zauzvrat promijeniti vrijeme Crne rupe sudar s akrecijskim diskom na tom određenom orbita, uzrokujući tako promjenu u vremenu pojavljivanja promatranih baklji.
Kao što se i moglo očekivati, Crne rupe teško ih je ispitati. Stoga, kako idemo naprijed, mnogo više eksperimentalnih opažanja u vezi Crna rupa interakcije, s okolinom kao i s drugim crnim rupama, treba proučiti prije nego što se može potvrditi valjanost "teorema bez dlake".
***
Reference:
- Valtonen V., Zola S., dr.. 2016, “Primarno okretanje crne rupe u OJ287 kako je određeno stoljetnom bakljom Opće relativnosti”, Astrophys. J. Lett. 819 (2016) br.2, L37. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8205/819/2/L37
- Abbott BP., dr.. 2016. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration), “Promatranje gravitacijskih valova iz binarnog spajanja crne rupe”, Phys. vlč. Lett. 116, 061102 (2016). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.116.061102
- Dey L., Valtonen MJ., Gopakumar A. dr. 2018. “Autentifikacija prisutnosti relativističke masivne binarne crne rupe u OJ 287 korištenjem njezine opće relativnosti stoljetne baklje: poboljšani parametri orbite”, Astrofija. J. 866, 11 (2018). DOI: https://doi.org/10.3847/1538-4357/aadd95
- Laine S., Dey L., dr. 2020. “Spitzerova promatranja predviđene eksplozije Eddingtona iz Blazara OJ 287”. Astrophysical Journal Letters, sv. 894, broj 1 (2020). DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ab79a4
- Gürlebeck, N., 2015. “Teorem bez kose za crne rupe u astrofizičkim okruženjima”, Pisma o fizičkom pregledu 114, 151102 (2015). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.151102
- Hawking Stephen W., et al 2016. Meka kosa na crnim rupama. https://arxiv.org/pdf/1601.00921.pdf
***
