Čudno ali istinito: Crne rupe pjevaju

Posted on Updated on

Supermassive_black_holeU tamnom srcu Perzeja, 300 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, supermasivna crna rupa pjeva istu notu već 2,5 milijarde godina. Njen ton je 57 oktava niži od srednjeg C te, prema NASA-inom Chandra X-Ray centru, odjekuje u tonu Ais. No, kako je to moguće u vakuumu svemira?

Zvuk zahtijeva medij, kao što su voda i zrak, za putovanje. Na Zemlji, zvučni val se širi na način da uzrokuje vibraciju okolnih molekula zraka. Vibracije prelaze s jedne molekule na drugu, a kada dođu do uha čujemo ih kao šum. Budući da ni zrak ni voda ne postoje u ogromnim dosezima svemirskog prostora, zvuku je teško putovati.

Supermasivne crne rupe, monstruozna nebeska tijela, protežu se od nekoliko stotina tisuća do nekoliko desetaka milijardi puta solarne mase i obično se nalaze u centru aktivnih galaksija. Na primjer, Saggitarius A, supermasivna crna rupa, nalazi se u središtu naše galaksije – Mliječne staze.

Crne rupe su poznate po svojoj gravitacijskoj snazi koja je toliko jaka da joj ništa ne može pobjeći, prema konvencionalnoj mudrosti. Ali, to nije potpuno točno. Gravitacija crne rupe vuče mješavinu materije i energije u njen okolni akrecijski disk – prstenastu strukturu sačinjenu od plinova i prašine. Međutim, dio te materije se izbaci iz polova crne rupe kao „relativistički mlazovi“.

„Zvučni valovi su valovi tlaka. A crne rupe, ili barem njihovi relativistički mlazovi, mogu generirati ogromne zvučne valove koji se šire kroz okolni galaktički plin. Kada relativistički mlazovi, koji sadrže materijal koji se kreće skoro brzo kao svjetlost, udare u vrući plin koji prožima divovske ekliptične galaksije i nakupine galaksija, znači da su udarile u „galaktički bubanj“. Mlazovi se ponašaju kao štapovi, dok je površina plina bubanj“, objašnjava Steven Allen, profesor fizike na Sveučilištu Stanford, koji proučava Perzejski glalaktički klaster.

Iako ljudi ne mogu čuti ove valove (zato što zvuk ne može putovati kroz ogromni vakuum koji odvaja „bubanj“ i nas), mogu ih vidjeti pomoću X-zraka. Kako se zvučni val širi kroz plin u galaksijama i galaktičkim klasterima, regije većeg pritiska (brijeg zvučnog vala) postaju svjetlije na X-zrakama, a regije manjeg pritiska (dol zvučnog vala) su tamnije.

Chandra X-ray teleskopske obzervacije Perzejskog klastera su ugrubo pokazale koncentrične krugove svjetlijeg i tamnijeg plina, koji ukazuju na zvučne valove.

„Mi ne možemo vidjeti valove kako se kreću. Period ovog vala je 10 milijuna godina, dakle odgovarajući vremenski rokovi su predugi. Ali, imamo jasnu fotografiju valova“, kaže Allen.

Perzejeva crna rupa nije jedini galaktički vokal. M87, galaksija koja ima jednu od najmasivnijih crnih rupa u svemiru, je poznata po „pjevušenju“. Iako njena pjesma nije tako ravnomjerna i postojana kao Perzejeva, više je zapetljana, uključujući duboke note – 59 oktava niže od srednjeg C.

„Nema razloga da crne rupe pjevaju uvijek istu notu. Galaksije koje imaju više materije mogu proizvesti dublji zvuk jer bi materija mogla dovesti do veće, ali manje uobičajene, erupcije iz crne rupe. Postoje i drugi čimbenici koji doprinose specifičnom zvuku iz crne rupe, kao što je temperatura plina i njegov položaj, ali detalji nisu još uvijek potpuno jasni“, tvrdi Peter Edmonds, astrofizičar u Chandra X-ray centru.

„I ostali međuzvjezdani objekti i događaji proizvode zvučne valove. Zapravo, odjeci Velikog praska su zujali i šištali ubrzo nakon rođenja svemira“, dodaje Edmonds.

Prema Mark Whittle-u, astronomu sa Sveučilišta u Virginiji, zvučni valovi Velikog praska su nastali tijekom prvih 380 000 godina svemira, kada je on još uvijek bio maglovit s plinom koji je sadržavao slobodne elektrone. Nakon što se magla očistila, svemir je utihnuo.

Balada Velikog praska se još uvijek može detektirati, a od strane Whittle-a je opisana kao „opadajući vrisak koji prelazi u duboku riku s naknadnim rastućim zviždanjem“. „Možda je najznakovitije to što u zvuku Velikog praska postoji osnovni ton i setovi harmonije“, dodaje.

Naravno, Veliki prasak sam po sebi je bio nijem, jer je potrebno vrijeme za tlak da bi djelovao kroz udaljenost i generirao zvučne valove.

Kada je riječ o bližim objektima, Sunce pjeva već milijardama godina. Solarne struje na površini Sunca proizvode valove tlaka koji putuju u unutrašnju koronu i natrag na površinu, uzrokujući ključanje i vibriranje površine. Ovi duboki, trodimenzionalni zvučni valovi omogućuju znanstvenicima bolje razumijevanje Sunčeve unutrašnje strukture.

U stvari, glazba sfera, pa čak i supermasivnih crnih rupa, pruža uvid u temeljnu prirodu našeg svemira. Iako ni jedno živo biće na Zemlji ne može čuti glazbu svemira, on nastavlja svoju orkestralnu izvedbu.

Kako bi bolje razumjeli, znanstvenici gledaju (i slušaju) pozorno – što ih čini najboljom publikom na Zemlji.

Oglasi

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava / Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava / Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava / Izmijeni )

Google+ photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google+ račun. Odjava / Izmijeni )

Spajanje na %s