Astronomové mohou být brzy schopni detekovat supermasivní černé díry vířící ve smrtícím tanci nikoli gravitačními vlnami, ale zkreslením světla hvězd. Nová technika využívá gravitační čočky – ohýbání světla masivními objekty – k odhalení těchto skrytých kosmických dvojic dlouho předtím, než budou vyhrazené vesmírné observatoře, jako je LISA, plně funkční.
Neviditelný tanec v centrech galaxií
Většina velkých galaxií obsahuje ve svém jádru supermasivní černou díru, jejíž hmotnost se pohybuje od milionů do miliard slunečních hmot. Když se galaxie srazí, mohou tyto černé díry skončit na oběžné dráze kolem sebe a nakonec se spojit. V tuto chvíli se identifikované binární černé díry nacházejí ve velké vzdálenosti od sebe, ale nejzajímavější věci se dějí blíže. Odhalení těchto blízkých párů je obtížné; stávající metody spoléhají na budoucí gravitační observatoře, jako je LISA Evropské vesmírné agentury nebo čínský TianQin.
Jak Lensing odhaluje neviditelné
Klíčové je, jak binární černé díry deformují časoprostor. Jedna černá díra vyžaduje dokonalé zarovnání se světlem hvězd, ale dvojice nabízí mnohem vyšší šanci na zesílení. Jak se černé díry točí, vytvářejí pohybující se “žíravou křivku” – oblast, kde je světlo intenzivně zvětšováno. Hvězdy procházející touto křivkou budou periodicky vzplanout a budou jasnější, jak se žíravina uvolní.
“Pravděpodobnost obrovského nárůstu světla hvězd se u binární černé díry mnohonásobně zvyšuje ve srovnání s jedinou.” – Bence Kocsis z Oxfordské univerzity
Tento efekt vytváří charakteristický podpis: opakované záblesky hvězdného světla viditelné v průběhu let, které odlišují tyto systémy od jiných kosmických událostí. Tvar a pohyb kaustické křivky zakóduje informace o hmotnostech černých děr a jejich orbitálním rozpadu. Jak se spirála přibližuje, signál čočky se bude měnit ve frekvenci a jasu, což poskytuje další vodítka.
Budoucnost lovu černých děr
Přestože je pozorování jednoho systému omezeno na jeden snímek, průzkumy noční oblohy umožní širší inventář. Očekává se, že observatoř Vera C. Rubin v Chile a římský vesmírný dalekohled Nancy Grace (spuštění v roce 2027) zaznamenají mnoho takových čoček. Tato pozorování pak mohou být zkombinována s daty z LISA (zprovozněna ve 30. letech 20. století) a vytvořit tak podrobnou mapu spojování černých děr ve vesmíru.
Nalezení těchto skrytých obrů nejen potvrdí teoretické modely, ale také otevře nové možnosti pro testování gravitace a fyziky černých děr v extrémních podmínkách. Tato technika slibuje poskytnout mocný nový nástroj pro odemknutí některých z nejhlubších záhad vesmíru.
