92. Jakie wiatry wieją z czarnych dziur? - Agnieszka Janiuk

Wszechnica.org.pl - Nauka

Wykład zorganizowany w ramach XXII Festiwalu Nauki w Warszawie [22 września 2018 r.]

Czarne dziury są końcowymi etapami ewolucji masywnych gwiazd, w których po wyczerpaniu się “paliwa” jądrowego ciśnienie termiczne materii nie jest w stanie zrównoważyć własnej grawitacji gwiazdy. Obiekt taki zapada się pod wpływem swojego ciężaru. Ich olbrzymia grawitacja powierzchniowa (GM/Rc2 ~ 1, gdzie M to masa obiektu, R jego rozmiar, c – prędkość światła, a G – stała grawitacji) powoduje, że nawet światło ze względu na swą skończoną prędkość nie jest w stanie się stamtąd uwolnić. Z tego powodu izolowanych czarnych dziur w kosmosie nie jesteśmy w stanie zaobserwować.

Większość gwiazd we Wszechświecie nie znajduje się jednak w izolacji, lecz wchodzi w skład układów podwójnych. Okazuje się, że układy takie mogą przetrwać śmierć i kolaps jednego ze swych składników. W kosmosie często obserwuje się tak zwane czarno-dziurowe układy podwójne, w których “zwykła” gwiazda, karzeł lub olbrzym, jest stowarzyszona z czarną dziurą, ta zaś zasysa materię ze swego towarzysza. Opadająca materia tworzy gorącą, świecącą strukturę zwaną dyskiem akrecyjnym. Okazuje się, że część materii z powierzchni takiego dysku jest w stanie uwolnić się i uniknąć wchłonięcia. Materia ta stanowi tzw. wiatr wiejący z powierzchni dysku z prędkością równą nieraz nawet kilkanaście tysięcy km/s. Wiatry z dysków obserwuje się dzięki obecności linii absorpcyjnych pochodzących od zjonizowanych atomów; linie te są przesunięte ku krótszym długościom fal wskutek efektu Dopplera. O tych, a także o innych wiatrach wiejących z okolic czarnych dziur zasysających materię, opowiada niniejszy wykład.