Przestrzeń kosmiczna jest podziurawiona jak ser szwajcarski. Tylko tych dziur na pierwszy rzut oka nie widać
Z pewnością zdarzyło wam się przynajmniej raz w życiu wyjść w nocy na dwór i zachwycić się zaskakująco rozgwieżdżonym niebem. Kiedy jest chłodno, nie ma chmur, Księżyc albo jeszcze się nie pojawił, albo już schował się pod horyzontem, a wy znajdujecie się daleko od świateł miejskich, niebo potrafi zaatakować znienacka. Wbrew pozorom te pozorne tysiące gwiazd to nie wszystko co znajduje się w przestrzeni kosmicznej.
Owszem, powyższa sytuacja nie dotyczy osób przebywających w dużych miastach i ich okolicach. Tam gdzie światła lamp ulicznych, neonów i podświetlonych budynków nie gasną w nocy, gwiazd nie uświadczymy. De facto, na całej Ziemi istnieją miliony ludzi urodzonych w prawdziwych metropoliach, którzy nigdy nie widzieli rozgwieżdżonego nieba. Nie ma co im zazdrościć.
Spoglądając w ciemne niebo łatwo ulec wrażeniu, że wszechświat to zasadniczo czarna, zimna pustka, w której rozmieszczone są miliardy gwiazd. Jeżeli jesteśmy pod naprawdę ciemnym niebem możemy gołym okiem dostrzec także gromady gwiazd, a nawet galaktyki (M31, czyli najbliższa duża galaktyka jest widoczna gołym okiem). To złudzenie wynika po części z ograniczeń naszego wzroku, który rejestruje promieniowanie w zakresie widzialnym. Cała reszta spektrum promieniowania elektromagnetycznego nie jest dla naszych oczu widoczna. Nic zatem dziwnego, że nie widzimy rozbłysków gamma, czy świecącego w podczerwieni pyłu kosmicznego. Nie zmienia to jednak faktu, że one tam są w przestrzeni kosmicznej.
Doskonałym przykładem tego, czego nie widzimy mogą być czarne dziury
Z czarnymi dziurami problem polega przede wszystkim na tym, że same z siebie żadnego promieniowania nie emitują, a więc są po prostu niewidoczne. Czarna dziura, w której otoczeniu nie ma żadnej materii, którą mogłaby się karmić, nie istnieje dla żadnych detektorów promieniowania elektromagnetycznego, niezależnie od jego zakresu. Taki obiekt można tylko odkryć przypadkiem jeżeli przejdzie on na tle innego jasnego obiektu znajdującego się w tle. Grawitacja czarnej dziury może zadziałać jak mikrosoczewka i zwiększyć na chwilę jasność obiektu znajdującego się dokładnie za nim.
Nieco inaczej jest z czarnymi dziurami otoczonymi przez dysk akrecyjny zbudowany z opadającej na czarną dziurę materii. Sama czarna dziura niczego nie emituje, ale przynajmniej ów dysk akrecyjny rozgrzewa się do niewiarygodnych temperatur i emituje spore ilości promieniowania. To już można zobaczyć. Pytanie jednak ile takich czarnych dziur jest.
W 2021 roku naukowcy po części odpowiedzieli na to pytanie poniższym zdjęciem.
Każdy jasny punkt na tym zdjęciu to nie gwiazda i nie galaktyka, a właśnie taka aktywna supermasywna czarna dziura. Każdy z tych punktów pożera opadającą na niego materię w centrum galaktyki oddalonej o miliony i miliardy lat świetlnych od nas. Nie musicie liczyć. Na powyższym zdjęciu znajduje się 25 000 supermasywnych czarnych dziur, których promieniowanie zarejestrowano w zakresie radiowym. Obraz ten powstał na podstawie danych zebranych przez sieć 20 000 anten radiowych rozlokowanych po całej Europie i tworzących sieć LOFAR.
Aha, ważna rzecz: powyższe zdjęcie przedstawia zaledwie 4 proc. nieba widocznego na półkuli północnej. Śmiało można założyć, że pozostałe 96 proc. nieba będzie wyglądało podobnie. Przekonamy się o tym wkrótce, kiedy zakończy się trwający obecnie przegląd nieba LoLSS (LOFAR LBA Sky Survey). Co więcej, mamy tutaj tylko supermasywne czarne dziury, a nie mamy zwykłych czarnych dziur powstałych w eksplozjach supernowych, oraz czarnych dziur o masie pośredniej, które powstają np. w procesie łączenia mniejszych czarnych dziur o masie gwiazdowej. Tych obiektów z pewnością jest w przestrzeni nieporównanie więcej niż obiektów widocznych na zdjęciu.
Spoglądając w rozgwieżdżone niebo następnym razem, pamiętaj zatem też o tym, czego nie widzisz, ale co wciąż tam jest.
