Černá díra by Slunce nespolkla naráz. Gravitace by z něj tahala plyn jako nit z klubka, dokud by nezbylo nic

Černá díra by Slunce nepohltila jedním hltem. Slapové síly by z hvězdy rvaly plazma vrstvu po vrstvě a Země by mezitím dávno přestala být obyvatelná.

Zdroj fotografie: Pixabay

Představme si modelovou situaci: objekt o hmotnosti několika Sluncí, temný a sám o sobě neviditelný, proniká do vnitřní části Sluneční soustavy. Když se přiblíží k naší hvězdě, začne rozhodovat jediný údaj. Přivrácená strana Slunce cítí podstatně silnější tah než strana odvrácená. Tento rozdíl, astrofyziky nazývaný slapová síla, by hvězdu nejprve protáhl do vejčitého tvaru a pak z ní začal odtrhávat plyn v dlouhých žhnoucích proudech. Odtud pochází populární obraz Slunce rozmotávaného jako klubko. Jde o zkratku, ovšem fyzikálně poctivou: hvězda by přicházela o hmotu postupně, ve vlnách, a její zánik by měl několik dějství. To nejděsivější by se přitom neodehrálo u samotného Slunce, ale v celé jeho družině planet.

Slapové síly trhají hvězdu po částech

Černá díra svou kořist nenasává. Působí na ni gravitací jako kterékoli jiné těleso, jen v nebývale strmém gradientu. Čím blíž se k ní hmota dostane, tím prudčeji roste rozdíl mezi tahem na bližší a vzdálenější část. Podle vysvětlení NASA tento gradient natahuje předměty do délky a zároveň je stlačuje do šířky. U malých těles se tomu přezdívá špagetizace.

U hvězdy velikosti Slunce probíhá totéž ve velkém. Astronomové takovou událost označují jako slapové roztrhání hvězdy a dokázali ji opakovaně zachytit v jiných galaxiích. NASA při popisu jednoho takového případu z Hubbleova teleskopu mluví o černé díře jako o „nepořádném jedlíkovi“. Gravitace hvězdný materiál vtahuje dovnitř, intenzivní záření jej současně vyfukuje ven. Část plynu tedy končí uvnitř, část uniká do prostoru a další obíhá kolem v horké mase o rozměrech srovnatelných s celou Sluneční soustavou.

Výsledkem by byla hvězda, jež ztratí soudržnost. Ze Slunce by nezůstal zářící míč držený v rovnováze vlastní gravitací a tlakem jaderných reakcí, nýbrž rozervaný materiál rozptýlený do proudů, disku a vyvrženého plynu. Jako hvězda by přestalo existovat.

Akreční disk: místo, kde hmota září naposledy

Odtržené plazma by nemuselo okamžitě zmizet za horizontem událostí. Větší díl by se stočil do rotujícího útvaru, který NASA přirovnává k palačince. V tomto akrečním disku se plyn tře a stlačuje, jeho teplota šplhá do extrémních hodnot a vyzařuje v širokém spektru od rádiových vln přes viditelné světlo až po rentgenové záření.

Hmota tedy opouští vesmír ve dvou krocích. Pohlcení začíná v disku, kde materiál krouží, ztrácí energii a pozvolna se propadá blíž. Teprve pád za horizont událostí představuje bod bez návratu, odkud neunikne ani světlo. Co se s hmotou děje dál, nevíme. NASA to výslovně přiznává.

Paradoxně by tak černá díra, sama o sobě dokonale temná, na krátkou dobu patřila k nejjasnějším objektům v okolí. Pokud by se podstatná část sluneční hmoty měnila na záření s účinností v řádu procent či desítek procent a dělo se to během pár týdnů, výkon disku by podle nás snadno převýšil dnešní Slunce o mnoho řádů. U pozorovaných roztrhání hvězd trvá nejbouřlivější fáze dny až měsíce.

Gravitační architektura soustavy se sype dřív než Slunce

Tady leží jádro celého scénáře. Pohled na rozpárané Slunce působí efektně, jenže skutečná katastrofa by začala mnohem dřív a mnohem dál.

Sluneční soustava je jemně vyladěný mechanismus. Planety obíhají po drahách, které se miliardy let téměř nemění, protože gravitaci zde řídí jediný dominantní hráč. Jakmile se objeví druhý s podobnou hmotností, rovnováha se rozpadá. Astrofyzici oslovení serverem Live Science popsali, jak by narušení postupovalo:

• Oortův oblak: průlet by rozvířil miliardy ledových těles a poslal část komet do vnitřní soustavy.
• Zhruba 100 astronomických jednotek od Slunce: vetřelec by začal ohýbat dráhy Uranu, Neptunu a Pluta.
• Uvnitř dráhy Saturnu: Země by mohla být vytlačena z obyvatelné zóny.
• Uvnitř dráhy Jupiteru: naše planeta by pocítila zásadní slapové působení.

Pro srovnání stojí za připomenutí jiný fakt. Kdyby Slunce nahradila černá díra o přesně stejné hmotnosti, planety by podle NASA dál kroužily po stávajících drahách. Zahubila by nás tma a mráz. Putující vetřelec však přidává hmotu navíc a přichází z boku. Právě tato kombinace rozbíjí architekturu, která drží planety na místě.

Země by zahynula dlouho před finálním dějstvím

Pro lidstvo by smrtelné fáze nastaly jedna za druhou a každá by stačila sama. Vychýlení dráhy by Zemi odsunulo od Slunce do mrazu, nebo naopak blíž k žáru. Průlet uvnitř Jupiterovy dráhy by planetu vystavil slapovému hnětení, jaké dnes zná třeba Jupiterův měsíc Io, nejvulkaničtější těleso soustavy.

Lze očekávat, že by se projevilo zemětřeseními, probuzenými sopkami a obřími přílivovými vlnami. Pro ještě těsnější průlet mezi Zemí a Marsem cituje Live Science scénář, v němž se povrch přetaví na magma, oceány se odpaří a život zmizí. Evropská jižní observatoř ve své expozici Supernova uvádí, že Země by při blízkém setkání neměla šanci a slapové síly by ji roztrhaly.

K tomu by se přidalo záření rozžhaveného disku, bohaté na ultrafialovou a rentgenovou složku. Stínění by mohlo chránit lokálně a krátce. Proti planetě, která ztrácí dráhu i pevný povrch, by bylo bezmocné. Jakmile by k vlastnímu trhání Slunce došlo, první světelný signál té změny by k nám dorazil za něco přes osm minut.

Odkud by vetřelec přiletěl a jak dlouho by cestoval

Putující černé díry patří k reálné astronomii. NASA s odkazem na měření Hubbleova teleskopu uvádí, že Mléčnou dráhou může bloudit až 100 milionů černých děr. Vznikají po zhroucení jader hmotných hvězd a nesouměrný výbuch supernovy jim udělí „kopanec“, který je vyšle napříč galaxií. Supermasivní obři bývají vymršťováni z galaktických center při chaotickém tanci tří černých děr nebo zpětným rázem po splynutí dvou z nich.

První izolovanou černou díru odhalil Hubble díky mikročočkování, tedy zesílení světla vzdálené hvězdy ve chvíli, kdy před ní neviditelný objekt přejde. Měla zhruba sedm hmotností Slunce a pohybovala se rychlostí kolem 160 000 km/h. Z toho jsme spočítali hrubý odhad, jak dlouho by taková černá díra letěla k nám, opřený o údaje o Oortově oblaku:

Výchozí bod	Vzdálenost od Slunce	Doba letu
Vnitřní okraj Oortova oblaku	2 000 AU (asi 300 miliard km)	přibližně 213 let
Vnitřní okraj, horní odhad	5 000 AU	přibližně 530 let
Vnější okraj Oortova oblaku	100 000 AU	přibližně 10 700 let

Výpočet předpokládá přímou dráhu a stálou rychlost, bez zrychlení ve slunečním gravitačním poli. Řádově ale ukazuje, že civilizace by měla varování na staletí, pokud by vetřelce zachytila včas.

Z Česka by byla samotná černá díra neviditelná. Pozorovatelé by sledovali sekundární jevy: Jupiter a Saturn, viditelné pouhým okem, by měnily polohu vůči hvězdám, přibývalo by komet a nakonec by vzplanul akreční disk. Ondřejovská observatoř s Perekovým dvoumetrovým dalekohledem, největším českým optickým přístrojem, by mohla měřit spektra a jasnost, tamní program sledování blízkozemních planetek by zaznamenal změny drah malých těles. Prvenství v objevu by však nejspíš připadlo velkým přehlídkám oblohy a kosmickým teleskopům.

Nejbližší izolovaná černá díra se podle odhadu NASA může nacházet kolem 80 světelných let od nás, tedy zhruba dvacetkrát dál než Proxima Centauri. Vzhledem k obrovskému objemu galaxie označuje ESO šanci na takové setkání za velmi malou. Několik údajů zůstává modelovým odhadem: přesná doba, za kterou by ze Slunce nezůstalo nic, závisí na hmotnosti, rychlosti a vzdálenosti průletu, svítivost „bilionkrát vyšší než Slunce“ nemá oporu v měření a konkrétní pořadí zániku planet vychází z popisovaného scénáře, nikoli z publikované simulace.