შარშან, ასტრონომები აღაფრთოვანა გაქცეულმა, მოხეტიალე ასტეროიდმა, რომელიც მზის სისტემაში ვარსკვლავთშორისი სივრციდან შემოიჭრა. ის წამში 68 კილომეტრის სიჩქარით მოძრაობდა, დაახლოებით ორჯერ სწრაფად, ვიდრე დედამიწა მზის გარშემო.
წარმოიდგინეთ, ის რომ რაღაც უფრო დიდი და სწრაფი ყოფილიყო — შავი ხვრელი, რომელიც წამში 3000 კმ სიჩქარით მოძრაობს. მას იქამდე ვერც დავინახავდით, ვიდრე მისი ძლიერი გრავიტაციული ძალები მზის სისტემის გარე პლანეტების ორბიტებზე არ დაიწყებდნენ ზემოქმედებას.
ეს ყველაფერი შეიძლება სასაცილოდ ჟღერდეს, მაგრამ შარშან გაჩნდა რამდენიმე მტკიცებულება, რომლებიც მიუთითებდნენ, რომ ასეთი ვიზიტორი სულაც არ არის შეუძლებელი. ასტრონომებს სხვა გალაქტიკებში ნანახი აქვთ გაქცეული სუპერმასიური შავი ხვრელების აშკარა ნიშნები; ასევე აღმოაჩინეს იმის მტკიცებულებაც, რომ ასევე არსებობს პატარა, შეუმჩნეველი გაქცეული შავი ხვრელებიც.
გაქცეული შავი ხვრელის თეორია
ამბავი 1960-იან წლებში იწყება, როცა ახალზელანდიელმა მათემატიკოსმა როი კერმა იპოვა აინშტაინის ზოგადი ფარდობითობის იმ განტოლებათა გამოსავალი, რომლებიც მბრუნავ შავ ხვრელებს აღწერდნენ. ამან განაპირობა გადამწყვეტი აღმოჩენები შავ ხვრელთა შესახებ.
პირველი — „თმის გარეშე თეორემა“, რომელიც გვეუბნება, რომ შავი ხვრელების გარჩევა შეიძლება მხოლოდ სამი თვისებით: მათი მასა, ბრუნვა და ელექტრული მუხტი.
მეორე — უნდა ვიფიქროთ აინშტაინის ცნობილ ფორმულაზე E = mc ², რომელიც ამბობს, რომ ენერგიას მასა აქვს. შავი ხვრელის შემთხვევაში, კერის გამოსავალი გვეუბნება, რომ შავი ხვრელის მასის 29 პროცენტი შეიძლება იყოს ბრუნვითი ენერგიის ფორმაში.
ინგლისელმა ფიზიკოსმა როჯერ პენროუზმა 50 წლის წინ დაასკვნა, რომ შავი ხვრელების ეს ბრუნვითი ენერგია შეიძლება გამოთავისუფლდეს. მბრუნავი შავი ხვრელი ბატარეას ჰგავს, რომელსაც დიდი ოდენობით ბრუნვითი ენერგიის გამოყოფა შეუძლია.
შესაძლებელია, რომ შავ ხვრელში თავს იყრიდეს დაახლოებით 100-ჯერ მეტი მოპოვებადი ენერგია, ვიდრე იმავე მასის ვარსკვლავში. თუკი ორი შავი ხვრელი ერთმანეთს შეეჯახება, ამ უზარმაზარი ენერგიის დიდი ნაწილი შეიძლება რამდენიმე წამში გამოთავისუფლდეს.
ორი ათწლეული დასჭირდა სუპერკომპიუტერით მუხლჩაუხრელ გამოთვლებს, რათა გაგვეგო, რა ხდება, როცა ორი მბრუნავი შავი ხვრელი ერთმანეთს ეჯახება და ერწყმის, რის შედეგადაც გრავიტაციული ტალღები წარმოიქმნება.
იმის მიხედვით, თუ როგორ ბრუნავენ შავი ხვრელები, გრავიტაციული ტალღების ენერგია შეიძლება გამოიყოს ერთი მიმართულებით გაცილებით ძლიერად, ვიდრე დანარჩენი მიმართულებებით — შედეგად, შავი ხვრელი რაკეტასავით გაიტყორცნება საპირისპირო მიმართულებით.
თუკი ორი შეჯახებული შავი ხვრელის ბრუნვები შესაბამისი მიმართულებითაა, შერწყმის შედეგად მიღებული შავი ხვრელი შეიძლება რაკეტასავით გაიტყორცნოს წამში ათასობით კილომეტრის სიჩქარით.
სწავლა რეალური შავი ხვრელებისგან
ეს ყველაფერი თეორია იყო იქამდე, ვიდრე გრავიტაციული ტალღების LIGO და Virgo ობსერვატორიები 2015 წელს დაიწყებდნენ შავ ხვრელთა შეჯახების შედეგად წარმოქმნილი გრავიტაციული ტალღების დაფიქსირებას.
ერთ-ერთი ყველაზე ამაღელვებელი აღმოჩენა იყო შავი ხვრელის „რეკვა“ — ახლად წარმოქმნილი შავი ხვრელის მიერ გამოყოფილი სიგნალები, რომლებიც ინფორმაციას გვაწვდის მისი ბრუნვის შესახებ. რაც უფრო სწრაფია ბრუნვა, მით უფრო გრძელია ეს „რეკვა“.
შეჯახებულ შავ ხვრელთა უკეთესმა და უკეთესმა დაკვირვებებმა ცხადყო, რომ შავ ხვრელთა ზოგიერთ წყვილს შემთხვევით ორიენტირებული ბრუნვის ღერძები და მრავალ მათგანს ძალიან დიდი ბრუნვითი ენერგია ჰქონდა.
ეს ყველაფერი მიუთითებდა, რომ გაქცეული შავი ხვრელების არსებობა ნამდვილად შესაძლებელი იყო. ისინი სინათლის სიჩქარის 1 პროცენტით მოძრაობენ და მათი ტრაექტორია კოსმოსში არ უნდა იმეორებდეს გალაქტიკაში ვარსკვლავთა წრიულ ორბიტებს — ამის ნაცვლად, მათი ტრაექტორია სწორხაზოვანი უნდა იყოს.
აღმოჩენილი გაქცეული შავი ხვრელები
ამას მივყავართ თანიმდევრობის ბოლო ეტაპთან — გაქცეული შავი ხვრელის რეალურად დაფიქსირებასთან.
შედარებით პატარა გაქცეულ შავ ხვრელთა დაფიქსირება რთულია. თუმცა, მილიონობით ან მილიარდობით მზის მასის მქონე გაქცეული შავი ხვრელი გალაქტიკაში გზად შემხვედრ ვარსკვლავებსა და გაზზე უზარმაზარ აშლილობას წარმოქმნის.
მეცნიერთა პროგნოზით, ისინი გზადაგზა ვარსკვლავების სახით უნდა ტოვებდნენ კონდენსაციურ კვალს, ანუ გზადაგზა განაპირობებენ ახალფ ვარსკვლავთშორისი გაზისგან ზუსტად ისე, როგორც თვითმფრინავი ტოვებს წამში კვალს. ამ შემთხვევაში, ვარსკვლავები წარმოიქმნება გამვლელი შავი ხვრელის მიერ მიზიდული გაზის კოლაფსის შედეგად. ეს პროცესი ათეულობით მილიონი წლის განმავლობაში უნდა გრძელდებოდეს გაქცეული შავი ხვრელის გალაქტიკაში გადაადგილების კვალდაკვალ.
2025 წელს, რამდენიმე კვლევამ აჩვენა გალაქტიკებში ვარსკვლავების გასაოცრად სწორი ზოლები, როგორც ამას ფოტოზე ხედავთ. როგორც ჩანს, ეს გაქცეული შავი ხვრელების დამაჯერებელი მტკიცებულებაა.
ერთ-ერთ კვლევაში აღწერილია ჯეიმს ვების კოსმოსური ტელესკოპის მიერ გადაღებული ძალიან შორეული გალაქტიკა, რომელშიც ჩანს 200 000 სინათლის წლის სიგრძეზე გადაჭიმული საოცრად კაშკაშა კონდენსაციური კვალი. ამ კვალს აღენიშნება წნევის ეფექტები, რასაც უნდა ველოდეთ შავი ხვრელის ჩავლის შედეგად გამოწვეული გრავიტაციული კომპრესიის დროს — ამ შემთხვევაში, საქმე უნდა გვქონდეს 10 მილიონი მზის მასის მქონე შავ ხვრელთან, რომელიც გალაქტიკაში 1000 კმ/წმ სიჩქარით გადაადგილდება.
კიდევ ერთი კვლევა აღწერს გრძელ, სწორ კონდენსაციურ კვალს, რომელიც შენიშნეს გალაქტიკა NGC3627-ში. ის სავარაუდოდ წარმოქმნილია დაახლოებით 2 მილიონი მზის მასის მქონე შავი ხვრელის მიერ, რომელიც წამში 300 კმ სიჩქარით გადაადგილდება. კვალის სიგრძე დაახლოებით 25 000 სინათლის წელია.
თუ ასეთი მასიური გაქცეული შავი ხვრელები არსებობს, მაშინ უნდა არსებობდნენ მათი პატარა ბიძაშვილებიც, რადგან გრავიტაციულ ტალღებზე დაკვირვებები მიუთითებს, რომ ზოგჯერ ერთმანეთს ეჯახება საპირისპირო ბრუნვის მქონე პატარა შავი ხვრელები — სწორედ ესაა საჭირო მძლავრი ბიძგის მისაცემად. სიჩქარე კი საკმარისია, რათა მათ გალაქტიკებს შორის გადაადგილება დაიწყონ.
გალაქტიკებსა და მათ შორის მოძრავი გაქცეული შავი ხვრელები ჩვენი გამორჩეული სამყაროს ახალი ინგრედიენტია (ჩვენთვის). არ არის გამორიცხული, რომ ოდესმე ერთ-ერთ მათგანი მზის სისტემაშიც შემოიჭრას, რასაც პოტენციურად კატასტროფული შედეგები უნდა მოჰყვეს.
თუმცა, არ შეგეშინდეთ. ამის შანსი მინიმალურია.
მომზადებულია The Conversation-ის მიხედვით.
