Czarne dziury są naprawdę czarne. Kiedy ciało zbliży się do nich na pewną odległość, zostanie wchłonięte bez szans na ucieczkę. Dotyczy to także światła, co oznacza, że czarne dziury nie świecą. Jak więc astronomowie wykrywają czarne dziury skoro nie mogą ich dostrzec?

Szczerze mówiąc, astronomowie nie wykrywają czarnych dziur. Obserwują zjawiska, których występowanie może być uzasadnione jedynie przez istnienie w pobliżu obiektu, który „pasuje” do opisu czarnej dziury.

STScI (HST)

Zdjęcie aktywnego jądra galaktyki (AGN) NGC 4261 wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Widoczny jest dysk akrecyjny zbudowany z gazu i pyłu opadającego na czarną dziurę. Z lewej strony zdjęcie wykonane z Ziemi – widoczne dżety wyrzucanych cząstek.

Silne przyciąganie grawitacyjne czarnej dziury wpływa na ruch pobliskich ciał. Gdy astronomowie widzą gwiazdę krążącą wokół czegoś, czego nie są w stanie zobaczyć, mogą podejrzewać, że to czarna dziura lub gwiazda neutronowa.

Astronomowie są nawet w stanie wyznaczyć masę czarnej dziury, mierząc masę obiegającej ją gwiazdy i jej prędkość. To samo można odnieść do supermasywnych czarnych dziur ukrytych w jądrach wielu galaktyk, włączając w to naszą Galaktykę, Drogę Mleczną.

W Drodze Mlecznej zaobserwowano gwiazdy i gaz poruszające się bardzo szybko blisko jej środka. Takie zachowanie może być wyjaśnione jedynie obecnością masy wiele milionów razy większej od masy Słońca w centrum Galaktyki. Masa ta jest skupiona w promieniu 10 dni świetlnych (1/365 część roku świetlnego), czyli 40 razy większym niż odległość między Słońcem a Plutonem. To najprawdopodobniej czarna dziura.

ESO

Animacja prezentuje ruch gwiazd wokół źródła promieniowania radiowego w Galaktyce znanego jako Sagittarius A*. Film przedstawia wyniki dziesięciu lat badań. Wyznaczenie oribty najbliższej źródłu gwiazdy pozwoliło wyliczyć, że Sagittarius A* może być supermasywną czarną dziurą.

Rzeczywiście, w samym środku naszej Galaktyki teleskopy rentgenowskie i radioteleskopy wykryły potężne źródło promieniowania Sagittarius A.

Chandra

Na wykonanym przez Teleskop Rentgenowski Chandra zdjęciu widoczny jest obiekt Sagittarius A*, czarna dziura w sercu Drogi Mlecznej, która znajduje się 26 000 lat świetlnych od Ziemi.

Idea istnienia w centrum Galaktyki czarnej dziury zyskała niedawno silne potwierdzenie: odkryto gwiazdę zbliżającą się do centralnego ciała na odległość 17 godzin świetlnych (3 odległości Słońce-Pluton), poruszającą się z prędkością ponad 5 tysięcy kilometrów na sekundę!

Innym dowodem na istnienie supermasywnych czarnych dziur w centrach galaktyk są odkryte w 1967 roku kwazary. Kwazary są najjaśniejszymi obiektami we Wszechświecie. Olbrzymie ilości wypromieniowywanej energii mogą być również tłumaczone obecnością czarnych dziur o masie od miliona do wielu miliardów mas Słońca. Tuż przed „zniknięciem” w czarnej dziurze, materia ogrzewa się i wydziela wielkie ilości energii – ostatnie tchnienie materii – w promieniowaniu X, które może być wykryte przez teleskopy rentgenowskie, a także obserwatoria promieniowania gamma.

ESA

Satelita Integral należący do ESA – obecnie najbardziej czułe obserwatorium promieniowania gamma. Na orbitę okołoziemską został wystrzelony w październiku 2002 roku.

Obserwatoria ESA, takie jak XMM-Newton czy Integral, mają już na koncie odkrycia dotyczące czarnych dziur. Na przykład XMM-Newton odkrył ostatnio w naszej Galaktyce małą czarną dziurę wirującą w gwiazdozbiorze Ołtarza (Ara, niebo południowe). Integral wykrył z kolei ślady emisji tzw. twardego promieniowania rentgenowskiego, które mogłoby pochodzić z czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.