Nic co wpadnie za horyzont zdarzeń czarnej dziury, nigdy się z niej nie wydostanie, bowiem musiałoby osiągnąć prędkość wyższą od prędkości światła, aby uzyskać prędkość ucieczki z wnętrza czarnej dziury. Nie zmienia to jednak faktu, że fizyk i kosmolog Stephen Hawking był przekonany, że w rzeczywistości czarne dziury w kosmologicznie długim czasie także wyparowują, emitując nazwane na jego cześć promieniowanie.
Bezpośrednie otoczenie czarnych dziur to niezwykle trudne do obserwowania środowisko. Stąd i szanse dostrzeżenia promieniowania Hawkinga instrumentalnie wydają się ekstremalnie małe. Zespół europejskich naukowców jednak przekonuje w swojej najnowszej pracy, że istnieje sposób, w którym już za pomocą obecnie dostępnych obserwatoriów naziemnych teoretycznie powinniśmy być w stanie dostrzec promieniowanie Hawkinga.
Jak dostrzec promieniowanie Hawkinga i parujące czarne dziury?
Naukowcy przekonują, że wszystko zależy od tego, na jaką czarną dziurę patrzymy. W 2015 roku świeżo uruchomione obserwatorium fal grawitacyjnych LIGO dokonało czegoś, co wcześniej było możliwe jedynie teoretycznie. Niezwykle czułe detektory zarejestrowały przechodzące przez Ziemię fale grawitacyjne wyemitowane w momencie zderzenia dwóch czarnych dziur. Było to przełomowe odkrycie, bowiem wcześniej nie było wiadomo, czy faktycznie jesteśmy w stanie eksperymentalnie potwierdzić istnienie fal grawitacyjnych. Od tego czasu jednak minęła już niemal dekada i w tym czasie badacze odkryli znacznie więcej łączących się czarnych dziur.
Autorzy najnowszego opracowania wskazują, że moment łączenia się czarnych dziur może stanowić okno do zaobserwowania promieniowania Hawkinga. W jaki sposób? Badacze wskazują, że w procesie zderzania dwóch czarnych dziur mogą powstać niewielkie czarne dziury wielkości planetoid, które byłyby swoistymi odłamkami łączących się czarnych dziur.
Czytaj także: W centrach galaktyk czarne dziury zderzają się na potęgę. Co tam się dzieje?
Promieniowanie Hawkinga emitowane przez te miniaturowe czarne dziury może prowadzić do powstania promieni gamma, które zawierałyby w sobie swoisty odcisk wysokoenergetycznych protonów.
O ile promieniowania Hawkinga z głównych czarnych dziur byśmy nie zauważyli, to już ślad takiego promieniowania teoretycznie moglibyśmy dostrzec w promieniowaniu gamma z odłamków czarnych dziur powstałych w zderzeniu.
Miniaturowe czarne dziury parując, emitują cząstki w każdym kierunku. Oznacza to, że jeżeli taki odłamek znajdowałby się w momencie obserwacji między obserwatorami na Ziemi a łączącymi się czarnymi dziurami, teoretycznie wywołane przez niego rozbłyski promieniowania gamma powinny być w stanie dotrzeć na Ziemię. Co więcej, naukowcy są przekonani, że obserwatoria takie jak chociażby Obserwatorium Promieniowania Gamma HAWC (High-Altitute Water Cherenkov) rejestrujące fotony w zakresie energii 100 GeV do 10 TeV, powinny dostrzec takie promieniowanie docierające do Ziemi.
Oczywiście, zanim naukowcy zajmą się poszukiwaniem swoistych śladów potwierdzających istnienie promieniowania Hawkinga, muszą rozwiązać jeszcze wiele problemów. Trzeba bowiem ustalić, jak intensywne pole grawitacyjne łączących się czarnych dziur czy też prędkości relatywistyczne powstałych „odłamków” czarnych dziur wpłynie na promieniowanie Hawkinga. Uwzględnienie wszystkich tych okoliczności pozwoli badaczom ustalić, czego tak naprawdę powinni wypatrywać w danych obserwacyjnych.