4.11 Osud černých děr: fáze—práh—konečné stavy

Domů ／ Kapitola 4: Černé díry (V5.05)

Černá díra není neměnná „černá skořápka“. Má vlastní životní cyklus: když je přísun hmoty vydatný, systém intenzivně „pracuje“; poté nastává dlouhé období, v němž převládá slábnoucí přísun a pomalé prosakování. Nakonec systém překročí zřetelný práh — vnější kritická hranice ustoupí jako celek — a míří ke dvěma různým koncům: návrat do jádra (ultrakompaktní hvězdný objekt bez horizontu událostí) nebo stav husté „polévky” (bez­horizontový, statistickou trakcí řízený shluk hustého vláknitého moře).

I. Fáze: od aktivního přísunu k dominanci prosakování

Fáze aktivního přísunu: období těžké „práce“

• Obraz blízko jádra: Vnější kritická hranice je pružná, ale celkově stabilní; přechodová zóna funguje jako často pracující „píst“; vnitřní jádro vře hustým smykem a rekonekcemi.
• Únikové cesty energie: Paralelně existují tři trasy, které se střídají v dominanci. Když rotace a geometrie nahrávají, axiální perforace (jety) je dlouhověká a vysoce energetická. Když moment hybnosti přítoku upřednostňuje rovinu disku, zesiluje podkritická pásová doprava na okraji (diskové větry a reprocesování). Při vysokém šumu pozadí a častých vnějších poruchách vznikají přechodné póry ve shlucích a vyvolávají pomalý, avšak plošný únik.
• Pozorovatelné znaky: Hlavní prstenec zůstává stabilní, podprstence jsou viditelné; na prstenci často přetrvává dlouhodobě jasnější sektor. Polarizace vykazuje plynulé kroucení prokládané pásy inverzí. V časových řadách se pravidelně objevují společné stupně, které zůstávají synchronní i po dedisperzi, a také řetězce ozvěn.

Fáze dominance prosakování: pomalý odliv

• Obraz blízko jádra: Vnější přísun slábne. Vnitřní jádro dál „kypí“, ale rozpočét napětí ukusuje prosakování; průměrný práh vnější hranice pomalu klesá; „dýchání“ prstence se zmenšuje; přechodová zóna se chová spíše jako tlumič než motor.
• Únikové cesty energie: Axiální perforaci je těžké udržet samonosně; okrajový transport se stává páteří výdeje. Přechodné póry přetrvávají, ale nesou nízkoamplitudové, dlouhotrvající základní vyzařování.
• Pozorovatelné znaky: Prstenec je tmavší a tennčí; podprstence se hůře „rozsvěcují“; polarizace si drží plynulé kroucení, nicméně pásů inverzí ubývá; amplituda společných stupňů klesá; obal ozvěn se prodlužuje a mělkne.

Přechod fáze není vypínač on/off, nýbrž statistický posun těžiště: cesta, která je „snazší“, přebírá více práce.

II. Práh: dekritikalizace (vnější hranice ustupuje jako celek)

Definiční kritéria

• Bez prahu kolem celého prstence: Na většině azimutů prstence už „minimální nárok“ směrem ven nepřevyšuje místní „povolené maximum“ a tento stav trvá déle než doba zotavení kortikální vrstvy a paměťová doba přechodové zóny.
• Bez globálního gatingu: Když se silné epizody vracejí, společné stupně „téměř souokenní“ po dedisperzi už nenastávají; šířka prstence už nevykazuje párové, drobné roztažení a návrat při každé události.
• Rozpad geometrické akumulace: Obraz blízko jádra už neukazuje stabilní hlavní prstenec s opakovatelnou rodinou podprstenců; „geometrický zesilovač“ z vícenásobných návratových drah se vyřazuje z provozu.

Proč se práh překročí

• Vyčerpání rozpočtu: Dlouhodobé prosakování a slábnoucí přísun snižují rozpočét napětí pod úroveň nutnou k udržení vnější kritické hranice.
• Tupění geometrie: Délka smykového zarovnání v přechodové zóně se zkracuje; pásy se už nespojují v trvalé nízko­odporové koridory; kolektivní odezva kortikální vrstvy na silné události mizí.
• Ústup axiální preference: Rotace slábne nebo mění orientaci; axiální „přirozená zkratka“ už nedominuje, a proto je dlouhověkou perforaci těžké udržet.

Přechodné signály při průchodu prahem

• Obraz a polarizace: Hlavní prstenec rychle bledne a je přízračný; podprstence mizí; obrazce polarizace přecházejí z „organizovaných“ do „málo organizovaných“. Společné stupně chybí; zůstávají jen pomalé, pásmově specifické drifty.
• Bez obnovy bez nového přísunu: Pokud se neobjeví nový, silný přítok, tyto znaky se nevrátí.

III. První konečný stav: návrat do jádra (ultrakompaktní hvězdný objekt bez horizontu)

Podmínky

• Vnitřní hranice se stahuje dovnitř: Po ústupu vnější hranice se vnitřní kritická zóna posouvá dále ke středu; jádrové napětí klesá natolik, že stabilní vinutí opět dlouhodobě samo sebe nese.
• Nukleace má navrch: Vlákna se snáze uzavírají do stabilních smyček; destruktivních epizod výrazně ubývá; podíl nestabilních nosičů padá tak nízko, že silná šumová podlaha se už neudrží.
• Geometrická obnova: U jádra vzniká hierarchie „tvrdé jádro — měkký plášť“: ve středu se formuje nosná, stabilní, ultrahustá struktura s tenkým vláknitým obalem.

Pozorovatelné znaky

• Obrazová rovina: Chybí stabilní hlavní i podprstence; místo nich kompaktní jasné jádro nebo malý jasný prstenec (vnitřněji a ne z návratové akumulace). Na okraji není trvalý jasnější sektor.
• Polarizace: Střední stupeň polarizace; poziční úhel zůstává déle stabilní; pásy inverzí jsou vzácné; celková orientace odráží robustní geometrii pole u jádra.
• Časová doména: Už žádné společné stupně řízené globálním gatingem; variabilitě dominují krátké záblesky z povrchu/podpovrchu; ozvěny připomínají spíše „povrchový odskok“ než „kortikální odskok“.
• Spektrum: Tenčí složka reprocesování; vazba tvrdé–měkké je přímočařejší; když shluky padají dovnitř, objeví se dosvit typu odskoku, nikoli prahové schody.
• Prostředí: Jety většinou hasnou; někdy přetrvá slabý, stabilní, magnetizovaný odtok s malým výkonem a slabou kolimací.

Fyzikální význam
„Návrat do jádra“ neznamená návrat k obyčejné hvězdě, nýbrž přechod k ultrakompaktnímu hvězdnému objektu bez horizontu, v němž „tvrdá kostra“ ze stabilních vinutí vede a nese zátěž. Výměna energie probíhá hlavně na (pod)­povrchu, bez kortikálního gatingu.

IV. Druhý konečný stav: stav husté „polévky“ (bez­horizontový objekt řízený statistickou trakcí)

Podmínky

• Vnější hranice pryč, vnitřní ne dost daleko: Napětí nestačí k udržení horizontu, ale stále potlačuje dlouhodobou samonosnost velkorozměrových stabilních vinutí.
• Nestabilita jako norma: Krátkověké vinuté smyčky neustále vznikají a zanikají; jejich tříštění zasévá šumovou podlahu, která udržuje hustou „polévku“.
• Dominuje statistická trakce: Není tvrdý materiálový povrch; superpozice mnohých krátkodobých tahů tvoří hladký, ale hluboký napěťový bias, jenž silně řídí dynamiku.

Pozorovatelné znaky

• Obrazová rovina: Chybí stabilní hlavní prstenec; jaderná zóna je dutina s nízkou plošnou jasností, často bez ostrého jasného jádra; jas se soustřeďuje v zevním reprocesovaném plášti, s difuzním světlem a mlhavými odtoky.
• Polarizace: Nízká až střední; poziční úhel je segmentovaný a přerušovaný; pásy inverzí krátké a neuspořádané — méně organizované než při návratu do jádra.
• Časová doména: Bez společných stupňů; na pomalém nárůstu a dlouhém dosvitu sedí časté drobné záblesky živené šumem.
• Spektrum: Dominuje tlusté spektrum a silné reprocesování; čáry jsou slabé, plazmově diagnostické čáry řídké; od infračerveného po submilimetr je patrná široká nízkokontrastní báze.
• Prostředí/kinematika: Výrazné jsou širokoúhlé větry, bublinové struktury a horké plynové obaly; poměr hmoty k světlu je vysoký; jak slabé/silné gravitační čočkování, tak blízké orbity ukazují na hlubokou potenciálovou studnu s malou svítivostí.

Fyzikální význam
Jde o bez­horizontový, hustý vláknitý shluk: stabilní vinutí zřídka vydrží dlouho; nosičů náboje je málo a jsou nestabilní; koherentní záření je obtížné zorganizovat. Výměna energie je rozsáhlá a silně reprocesovaná. Výsledkem je „tmavé, ale těžké“: poblíž jádra se obraz jeví prázdný, navenek však systém projevuje silnou gravitaci — přirozená podoba systému ovládaného statistickou trakcí a bez tvrdého jádra.

V. Kosmický výhled: obvyklé pořadí na chladném a tichém pozadí

1. Přísun se nakonec vyčerpá: Jak se vesmír na dlouhých škálách ochlazuje a řídne, čerstvá hmota i silné vnější poruchy řídnou; prosakování přebírá řízení.
2. Malé „odcházejí dřív“, velké „později“: Malé objekty mají kratší dráhy, lehčí kortikální vrstvu a tenčí přechodovou zónu, tudíž dekritikalizují dříve; velké mají delší dráhy, těžší vrstvu a silnější zónu, a vydrží déle.
3. Preferované větvení:
   • Sklon k návratu do jádra: Jedinci s hlubokým poklesem napětí, stabilní orientací a strukturou a rychle mizícím šumem od nestabilních nosičů snadněji směřují k návratu do jádra.
   • Sklon k „polévce“: Jedinci s omezeným poklesem napětí, aktivní produkcí nestabilit a dlouhotrvajícím okrajovým smykem častěji setrvají ve stavu husté „polévky“.
4. Evoluce populací: Rané populace se silnými jety vypínají jety jako první a přesouvají se k okrajovému transportu a pomalému prosakování. Později se větví na menšinu vracející se do jádra a většinu setrvávající v „polévce“. Oběma už chybí gating na úrovni horizontu.

Nejde o harmonogram jediné zdrojové soustavy, nýbrž o pravděpodobnostní hierarchii. V chladném a tichém vesmíru je dekritikalizace téměř nevyhnutelná; další vývoj závisí na zbývajícím rozpočtu napětí, na tom, nakolik se vnitřní hranice stáhla, a zda lze šum z nestabilních nosičů dostatečně potlačit.