CRNA RUPA NAS NEĆE USISATI, ALI MOGLA BI NAS SPRŽITI?: Ovo su nam najbliža svemirska čudovišta!

U junu su australski naučnicii u zviježđu Centauru otkrili kvazar koji emitira neobično jaku svjetlost. Zadivljujući prizor uzrokuje supermasivna crna rupa SMSS J114447.77–430859.3 koju “od milja” zovemo skraćeno J1144. Ona ima tri milijarde puta veću masu od Sunčeve.

To nije prvi put da se astronomi susreću s takvim divovima, ali ovaj je poseban. U poznatom svemiru ne postoje crne rupe koje imaju toliki “apetit”. Svake sekunde “proždire” materiju čija je masa jednaka Zemljinoj. Njezin je događajni obzor nevjerojatno širok. Orbite svih planeta u Sunčevu sustavu stale bi u nju. Znanstvenici su zaključili da je to najbrže rastuća crna rupa u posljednjih devet milijardi godina. Ogromni užareni akrecijski disk formiran oko J1144 svijetli 7000 puta jače od naše cijele galaktike. Toliko je svijetao da ga čak i astronomi amateri mogu vidjeti s dovoljno snažnim teleskopom. Pritom napominjemo da je J1144 udaljen sedam milijardi svjetlosnih godina od nas.

Kod takvih otkrića uvijek se pitamo koliko su crne rupe opasne za nas. Na tisuće njih mnogo nam je bliže od J1144.

Neke zvijezde nemaju “stalni dom” te jure galaktikom velikim brzinama jer su izbačene sa svojih lokacija ekstremnim kozmičkim eksplozijama ili drugim fenomenima golemih razmjera. Što se događa kada jedna od njih, primjerice 20 puta masivnija od Sunca, eksplodira kao supernova? Nastaje crna rupa, ali ne tipična, nego nestacionarna.U svemiru ništa zapravo ne miruje. Čak se i Sunčev sustav kreće oko središta Mliječne staze brzinom većom od 788.000 km/h.

Kobilica-Strijelac

Neke crne rupe, međutim, jure brzinom pet milijuna km/h. Astronomi procjenjuju da u našoj galaktici postoji najmanje sto milijuna takvih lutajućih crnih rupa, a najbliža nam je OGLE-2011-BLG-0462. Udaljena je 5000 svjetlosnih godina i nalazi se na susjednom spiralom kraku Kobilica-Strijelac. Crne rupe obično prate zvijezde, ali ne i ovu. Njezina je masa oko sedam puta veća od Sunčeve, a kreće se brzinom od oko 160.000 km/h.

Najbliža stacionarna crna rupa otkrivena je u rujnu u zviježđu Zmijonoscu. Nazvana je Gaia BH1, ima deset puta veću masu od Sunčeve, a udaljena je “svega” 1500 svjetlosnih godina. Naročito je intrigantno što se ta crna rupa nalazi u dvojnom sustavu s jednom zvijezdom u čijoj bi orbiti moglo biti nekoliko planeta.

No što ako bi se crna rupa našla u našem sustavu? Ne, nećemo biti usisani. To je mit. Kada bi se na mjestu Sunca odjednom našla crna rupa iste mase, orbite svih planeta i drugih tijela ne bi se promijenile. Doduše, prema simulacijama, Zemljina bi atmosfera u tom slučaju bila spaljena u nekoliko sekundi toplinom akrecijskog diska. Oceani bi isparili, a rastopljeni bi metal pojurio iz Zemljina plašta u svemir. Crna bi rupa, dakle, raskomadala naš planet. No da bismo bili usisani, morali bismo prijeći događajni obzor koji okružuje nerotirajuću crnu rupu.

Crne rupe obično imaju ogromne mase, no postoje i teoretske “primordijalne crne rupe” koje su “sićušne”. Naime, neposredno nakon velikog praska u cijelom su svemiru nastale male fluktuacije u gustoći. Neka su područja imala nešto veću ili manju masu od prosjeka. Tvar u područjima s većom masom mogla se urušiti i stvoriti minijaturne crne rupe.

Takve bi crne rupe mogle postojati već jako dugo i mogle bi biti masivnije od zvijezde ili lakše od trepavice. Da zaključimo, primordijalne crne rupe nam ne prijete. Štoviše, ako postoje, mogle bi objasniti dio ili svu tamnu tvar koja pomaže održati jata galaktika na okupu.

Astronomi sa Sveučilišta u Ženevi izračunali su da bi u svemiru takvih crnih rupa moglo biti na stotine puta više nego što se prethodno procjenjivalo. Budući da one imaju masu manju od Mjesečeve, to bi značilo da im je promjer manji od desetine milimetra, što je otprilike širina ljudske vlasi. To bi također značilo da primordijalne crne rupe postoje posvuda, uključujući i Sunčev sustav. Teorijski astrofizičar Avi Loeb sa Sveučilišta Harvard smatra da se na rubu Sunčeva sustava skriva jedna takva te da upravo ona utječe na orbite raznih malih objekata iza orbite Plutona. No postoje i daleko veće nemani.

Velika nevolja

Kvazari se smatraju jednima od najrazornijih objekata u svemiru. Do danas ih je otkriveno više od milijun. Oni su iznimno svijetle aktivne galaktičke jezgre koje pokreće jedna ili više supermasivnih crnih rupa. Kada bi se aktivni kvazar približio Zemlji, bili bismo u nevolji. Najbliža galaktika s kvazarom, Markarian 231 u Velikom medvjedu, udaljena je 581 milijun svjetlosnih godina od Zemlje te hrani dvije crne rupe. Čak i ako bi iz nekog razloga narastao do nevjerojatne veličine, ne bi stigao do nas. Na kraju će crna rupa iscrpsti zalihe plina i prašine, a tada će se sjajno svjetlo kvazara ugasiti.

Kada su australski znanstvenici otkrili spomenuti kvazar J1144, bili su zapanjeni. Petsto je puta masivniji od crne rupe u središtu Mliječne staze, imenom Strijelac A*. Njezin je akrecijski disk najsjajniji koji su znanstvenici dosad uočili. To je posljedica golemog događajnog obzora i ekstremne brzine kojom crna rupa usisava tvar. Oni pretpostavljaju da taj rekord nikada neće biti oboren.

Crne rupe je teško uočiti jer ne reflektiraju svjetlost, ali kada privlače tvar prema događajnom obzoru, to čine toliko brzo da se tvar transformira u iznimno vruću plazmu koja emitira svjetlost u prstenu oko crne rupe poznate kao akrecijski disk. Procjenjuje se da u svemiru ima oko 40 trilijuna (4 x 10¹⁸) crnih rupa, što je samo oko 1% sve tvari u svemiru. Dakle, lako je moguće da negdje postoji i “proždrljivija” crna rupa od kvazara J1144.

Kada bi se sjajni divovski kvazar pojavio u našoj blizini, gotovo bi sigurno progutao cijeli Sunčev sustav. Kvazari mogu emitirati energiju od nekoliko bilijuna elektronvolta, što premašuje ukupnu svjetlost svih zvijezda unutar jedne galaktike. Najsvjetliji kvazari sjaje do sto tisuća puta snažnije od Mliječne staze.

Sve vrste čudovišta

Sva ta kozmička čudovišta zvuče pomalo zastrašujuće. No postoje li neke crne rupe koje bi nas trebale zabrinjavati?

Jedna od nama najbližih crnih rupa, A0620-00 u zviježđu Jednorogu, udaljena je oko 3000 svjetlosnih godina. Čak i kada bi ona progutala zvijezdu s kojom je u binarnom sustavu, to ne bi utjecalo na nas. Ipak, u svemiru postoje i druge vrste “čudovišta”.

Neutronske zvijezde imaju neviđenu moć koja može biti razorna za susjede. Kada divovska zvijezda s masom većom od deset Sunčevih eksplodira u supernovi, ne pretvara se uvijek u crnu rupu. Ako nema dovoljnu masu, njezina jezgra postaje neutronska zvijezda. Vrući plin i prašina u njima su nezamislivo zgusnuti. Rendgenski teleskop Chandra identificirao je neutronsku zvijezdu nakon supernove “Kasiopeja A”. Obična zvijezda te mase imala bi promjer oko 500.000 km, no neutronska zvijezda koja je nastala nakon eksplozije ima promjer svega 10 km. Dok žličica tvari našeg Sunca ima masu 725 grama, žličica tvari neutronske zvijezde ima masu oko četiri milijarde tona.

Zbog tolike nevjerojatne gustoće neutronska zvijezda odašilje nevjerojatno jaka magnetska polja. Kada bismo iznenada smjestili neutronsku zvijezdu u Sunčev sustav, ta bi jaka magnetska polja izazvala kaos. Planeti bi bili izbačeni iz svojih orbita, a kada bi se ona dovoljno približila Zemlji, to bi podiglo plime toliko snažne da bi rastrgale naš planet. Srećom, u našem susjedstvu nema neutronskih zvijezda. Najbliža, RX J1856.5−3754 u Južnoj kruni, udaljena je oko 400 svjetlosnih godina.

Mogu li nam onda cijele galaktike biti prijetnja? Znamo da se one ponekad sudaraju zbog međusobnog gravitacijskog privlačenja. Svemirski teleskop Hubble uspio je snimiti taj fenomen kada su se sudarile svijetla spiralna galaktika NGC 2445 i njezin tamniji pratilac NGC 2444 u zviježđu Risu. Sudar je doveo do formiranja zvjezdanog sustava rijetko viđenog trokutastog oblika. Sličan ishod čeka i našu galaktiku.

Znanstvenici su već sastavili animaciju kako bi pokazali kako će izgledati sudar Mliječne staze i Andromedine galaktike. Taj galaktički događaj započet će za pet, a završiti za osam milijardi godina. Na koncu će nastati ogromna galaktika koju smo prozvali “Milkdromeda”.

Međusobna gravitacija

Sunčev sustav vjerojatno će ostati neokrznut u novonastaloj galaktici. Doduše, u to će vrijeme i Sunce umrijeti te će od njega ostati bijeli patuljak, a život na Zemlji ionako više neće biti moguć.

No sudar će zasigurno izazvati kaos. U našoj galaktici ima oko 400 milijardi zvijezda, a u Andromedinoj oko bilijun. Sve će one biti izbačene u nove orbite oko novostvorenog galaktičkog središta. I dvije supermasivne crne rupe u središtu obiju galaktika vjerojatno će se također spojiti, formirajući novu, mnogo veću crnu rupu. Znanstvenici kažu da je proces već započeo i da su se slabašni haloi dviju galaktika dodirnuli.

Iako ne postoji realna opasnost od crnih rupa, moramo nastaviti pregledavati svoje neposredno susjedstvo jer ako nas svemir išta uči, to je da su “čuda” itekako moguća.