Qora tuynuk paydo bo'lishi uchun tanani ma'lum bir kritik zichlikka siqish kerak, shunda siqilgan tananing radiusi uning tortishish radiusiga teng bo'ladi. Ushbu kritik zichlikning qiymati qora tuynuk massasining kvadratiga teskari proportsionaldir.
Oddiy yulduz massasi qora tuynuk uchun ( M=10M quyosh) tortishish radiusi 30 km, kritik zichligi esa 2·10 14 g/sm 3, ya'ni kub santimetr uchun ikki yuz million tonna. Bu zichlik Yerning o'rtacha zichligiga (5,5 g/sm3) nisbatan juda yuqori, u atom yadrosi moddasining zichligiga teng.
Galaktika yadrosidagi qora tuynuk uchun ( M=10 10 M quyosh) tortishish radiusi 3·10 15 sm = 200 AB, bu Quyoshdan Plutongacha bo'lgan masofadan besh marta (1 astronomik birlik - Yerdan Quyoshgacha bo'lgan o'rtacha masofa - 150 million km yoki 1,5·10 ga teng) 13 sm). Bu holda kritik zichlik 0,2·10 –3 g/sm 3 ga teng, bu havo zichligidan bir necha marta kam, 1,3·10 –3 g/sm 3 (!) ga teng.
Yer uchun ( M=3·10 –6 M Quyosh), tortishish radiusi 9 mm ga yaqin va mos keladigan kritik zichlik dahshatli darajada yuqori: r cr = 2·10 27 g/sm 3, bu atom yadrosining zichligidan 13 marta kattaroqdir.
Agar biz bir oz xayoliy sharsimon pressni olsak va Yerni massasini saqlab qolgan holda siqsak, u holda Yerning radiusini (6370 km) to'rt marta kamaytirsak, uning ikkinchi qochish tezligi ikki baravar ortadi va 22,4 km / s ga teng bo'ladi. Agar biz Yerni uning radiusi taxminan 9 mm bo'ladigan tarzda siqsak, ikkinchi kosmik tezlik yorug'lik tezligiga teng qiymatga ega bo'ladi. c= 300000 km/s.
Bundan tashqari, matbuot kerak bo'lmaydi - bunday o'lchamga siqilgan Yer allaqachon o'zini siqadi. Oxir-oqibat, Yer o'rnida qora tuynuk hosil bo'ladi, uning hodisa gorizontining radiusi 9 mm ga yaqin bo'ladi (agar hosil bo'lgan qora tuynukning aylanishini e'tiborsiz qoldirsak). Haqiqiy sharoitda, albatta, juda kuchli matbuot yo'q - tortishish "ishlaydi". Shuning uchun qora tuynuklar faqat o'ta massiv yulduzlarning ichki qismi qulaganda paydo bo'lishi mumkin, ularda tortishish kuchi moddani kritik zichlikka siqish uchun etarlicha kuchli.
Yulduzlarning evolyutsiyasi
Qora tuynuklar massiv yulduzlar evolyutsiyasining so'nggi bosqichida paydo bo'ladi. Oddiy yulduzlarning chuqurligida termoyadro reaktsiyalari sodir bo'ladi, juda katta energiya ajralib chiqadi va yuqori harorat saqlanadi (o'nlab va yuzlab million darajalar). Gravitatsion kuchlar yulduzni siqishga moyil bo'lib, issiq gaz va radiatsiyaning bosim kuchlari bu siqilishga qarshilik ko'rsatadi. Shuning uchun yulduz gidrostatik muvozanatda.
Bundan tashqari, yulduz issiqlik muvozanatida mavjud bo'lishi mumkin, agar uning markazidagi termoyadro reaktsiyalari tufayli energiya ajralib chiqishi yulduzning sirtdan chiqaradigan quvvatiga to'liq teng bo'lsa. Yulduzning qisqarishi va kengayishi natijasida issiqlik muvozanati buziladi. Agar yulduz harakatsiz bo'lsa, u holda uning muvozanati yulduzning mutlaq qiymatdagi manfiy potentsial energiyasi (gravitatsion siqilish energiyasi) har doim issiqlik energiyasidan ikki baravar ko'p bo'ladigan tarzda o'rnatiladi. Shu sababli, yulduz ajoyib xususiyatga ega - salbiy issiqlik sig'imi. Oddiy jismlar ijobiy issiqlik sig'imiga ega: qizdirilgan temir bo'lagi sovib, ya'ni energiyani yo'qotib, uning haroratini pasaytiradi. Yulduz uchun buning aksi bo'ladi: u nurlanish shaklida qancha energiya yo'qotsa, uning markazidagi harorat shunchalik yuqori bo'ladi.
Bu g'alati, bir qarashda, xususiyatning oddiy izohi bor: yulduz nurlanar ekan, asta-sekin qisqaradi. Siqilish jarayonida potentsial energiya yulduzning tushayotgan qatlamlarining kinetik energiyasiga aylanadi va uning ichki qismi qiziydi. Bundan tashqari, siqilish natijasida yulduz tomonidan olingan issiqlik energiyasi nurlanish shaklida yo'qolgan energiyadan ikki baravar ko'pdir. Natijada, yulduzning ichki qismidagi harorat oshadi va kimyoviy elementlarning doimiy termoyadroviy sintezi sodir bo'ladi. Masalan, hozirgi Quyoshda vodorodni geliyga aylantirish reaktsiyasi 15 million daraja haroratda sodir bo'ladi. 4 milliard yil o'tgach, Quyoshning markazida barcha vodorod geliyga aylanganda, geliy atomlaridan uglerod atomlarini keyingi sintez qilish uchun ancha yuqori harorat kerak bo'ladi, taxminan 100 million daraja (geliy yadrolarining elektr zaryadi ikki baravar yuqori). vodorod yadrolari va geliyni 10-13 sm masofada bir-biriga yaqinlashtirish uchun ancha yuqori harorat talab qilinadi). Aynan shu harorat geliyni uglerodga aylantirish termoyadroviy reaktsiyasi uning chuqurligida alangalangunga qadar Quyoshning salbiy issiqlik sig'imi tufayli ta'minlanadi.
Oq mittilar
Agar yulduzning massasi kichik bo'lsa, uning yadrosining termoyadroviy o'zgarishlardan ta'sirlangan massasi 1,4 dan kam bo'ladi. M Quyosh, kimyoviy elementlarning termoyadroviy sintezi yulduz yadrosidagi elektron gazning degeneratsiyasi deb ataladigan narsa tufayli to'xtashi mumkin. Xususan, degeneratsiyalangan gazning bosimi zichlikka bog'liq, lekin haroratga bog'liq emas, chunki elektronlarning kvant harakatlarining energiyasi ularning issiqlik harakati energiyasidan ancha katta.
Degeneratsiyalangan elektron gazning yuqori bosimi tortishish siqilish kuchlariga samarali ta'sir qiladi. Bosim haroratga bog'liq emasligi sababli, yulduzning nurlanish ko'rinishidagi energiyasini yo'qotishi uning yadrosining siqilishiga olib kelmaydi. Shunday qilib, tortishish energiyasi qo'shimcha issiqlik sifatida chiqarilmaydi. Shuning uchun rivojlanayotgan degeneratsiya yadrosida harorat ko'tarilmaydi, bu termoyadroviy reaktsiyalar zanjirining uzilishiga olib keladi.
Tashqi vodorod qobig'i termoyadroviy reaktsiyalarga ta'sir qilmaydi, yulduz yadrosidan ajralib chiqadi va vodorod, geliy va boshqa elementlarning emissiya chizig'ida porlab turgan sayyora tumanligini hosil qiladi. Rivojlangan past massali yulduzning markaziy ixcham va nisbatan issiq yadrosi oq mitti - radiusi Yer radiusi (~10 4 km) tartibida, massasi 1,4 dan kam bo'lgan ob'ektdir. M quyosh va kub santimetr uchun taxminan bir tonna o'rtacha zichlik. Oq mittilar ko'p miqdorda kuzatiladi. Ularning Galaktikadagi umumiy soni 10 10 ga etadi, ya'ni Galaktikaning kuzatiladigan materiyasining umumiy massasining taxminan 10% ni tashkil qiladi.
Degeneratsiyalangan oq mittidagi termoyadroviy yonish beqaror bo'lishi mumkin va massasi Chandrasekhar chegarasiga (1,4) yaqin bo'lgan etarlicha massiv oq mitti yadroviy portlashiga olib kelishi mumkin. M quyosh). Bunday portlashlar spektrida vodorod chizig'iga ega bo'lmagan, faqat geliy, uglerod, kislorod va boshqa og'ir elementlarning chiziqlari bo'lgan I turdagi o'ta yangi yulduzlarga o'xshaydi.
Neytron yulduzlari
Agar yulduzning yadrosi buzilgan bo'lsa, uning massasi 1,4 chegarasiga yaqinlashganda. M Quyosh, yadrodagi elektron gazning odatiy degeneratsiyasi relativistik degeneratsiya deb ataladigan narsa bilan almashtiriladi.
Degeneratsiyalangan elektronlarning kvant harakatlari shunchalik tezlashadiki, ularning tezligi yorug'lik tezligiga yaqinlashadi. Bunda gazning egiluvchanligi pasayadi, uning tortishish kuchlariga qarshi turish qobiliyati pasayadi va yulduz tortishish qulashini boshdan kechiradi. Yiqilish vaqtida elektronlar protonlar tomonidan tutiladi va moddaning neytronlanishi sodir bo'ladi. Bu massiv degeneratsiyalangan yadrodan neytron yulduzining paydo bo'lishiga olib keladi.
Yulduz yadrosining dastlabki massasi 1,4 dan oshsa M quyosh, keyin yadroda yuqori haroratga erishiladi va uning butun evolyutsiyasi davomida elektron degeneratsiyasi sodir bo'lmaydi. Bunday holda, salbiy issiqlik sig'imi ishlaydi: yulduz radiatsiya shaklida energiya yo'qotganda, uning chuqurligidagi harorat oshadi va vodorodni geliyga, geliyni uglerodga, uglerodni kislorodga va uglerodga aylantiruvchi termoyadroviy reaktsiyalarning uzluksiz zanjiri mavjud. shunday qilib, temir guruhining elementlariga qadar. Temirdan og'irroq elementlarning yadrolarining termoyadroviy sintezi reaktsiyasi endi bo'shatish bilan emas, balki energiyani yutish bilan sodir bo'ladi. Shuning uchun, agar yulduz yadrosining massasi, asosan, temir guruhi elementlaridan iborat bo'lsa, Chandrasekhar chegarasidan 1,4 dan oshsa. M quyosh , lekin Oppengeymer-Volkov chegarasidan ~3 kamroq M quyosh, so'ngra yulduzning yadroviy evolyutsiyasi oxirida yadroning gravitatsion qulashi sodir bo'ladi, buning natijasida yulduzning tashqi vodorod qobig'i to'kiladi, bu II turdagi o'ta yangi yulduz portlashi sifatida kuzatiladi, spektrda. qaysi kuchli vodorod chiziqlari kuzatiladi.
Temir yadrosining qulashi neytron yulduzining paydo bo'lishiga olib keladi.
Evolyutsiyaning kech bosqichiga etgan yulduzning massiv yadrosi siqilganda, atom yadrolari neytron va protonlarga bo'linishni boshlaganda, harorat milliard darajagacha bo'lgan ulkan qiymatlarga ko'tariladi. Protonlar elektronlarni yutadi va neytronlarga aylanadi va neytrinolarni chiqaradi. Neytronlar, kvant mexanik Pauli printsipiga ko'ra, kuchli siqilish bilan bir-birini samarali ravishda qaytara boshlaydi.
Yiqilayotgan yadroning massasi 3 dan kam bo'lganda M quyosh, neytron tezligi yorug'lik tezligidan sezilarli darajada kamroq va neytronlarning samarali itarilishi tufayli moddaning elastikligi tortishish kuchlarini muvozanatlashi va barqaror neytron yulduzining shakllanishiga olib kelishi mumkin.
Neytron yulduzlarining mavjudligi birinchi marta 1932 yilda atoqli sovet fizigi Landau tomonidan laboratoriya tajribalarida neytron kashf etilgandan so'ng darhol bashorat qilingan. Neytron yulduzining radiusi 10 km ga yaqin, uning o'rtacha zichligi kub santimetr uchun yuzlab million tonnani tashkil qiladi.
Yulduz yadrosining massasi 3 dan katta bo'lganda M quyosh, keyin, mavjud g'oyalarga ko'ra, natijada neytron yulduz, sovutish, qora tuynuk ichiga qulab tushadi. Neytron yulduzining qora tuynuk ichiga qulashi, shuningdek, o'ta yangi yulduz portlashi paytida chiqarilgan yulduz qobig'ining bir qismining teskari tushishi bilan ham yordam beradi.
Neytron yulduzi odatda tez aylanadi, chunki uni tug'gan oddiy yulduz sezilarli burchak momentiga ega bo'lishi mumkin. Yulduzning yadrosi neytron yulduzga aylanganda, yulduzning xarakterli o'lchamlari R= 10 5 –10 6 km gacha R≈ 10 km. Yulduzning kattaligi kamayishi bilan uning inersiya momenti kamayadi. Burchak momentini saqlab qolish uchun eksenel aylanish tezligi keskin oshishi kerak. Misol uchun, agar Quyosh taxminan bir oylik davr bilan aylanib, neytron yulduzi o'lchamiga siqilsa, aylanish davri 10-3 soniyagacha qisqaradi.
Kuchli magnit maydonga ega bo'lgan yagona neytron yulduzlari o'zlarini radio pulsarlari sifatida namoyon qiladi - neytron yulduzining tez aylanish energiyasi yo'naltirilgan radio emissiyaga aylantirilganda paydo bo'ladigan radio emissiyasining qat'iy davriy impulslari manbalari. Ikkitomonlama sistemalarda toʻplanib borayotgan neytron yulduzlari rentgen pulsarlari va 1-turdagi rentgen nurlari yorilishi hodisasini namoyon qiladi.
Qora tuynukdan qat'iy davriy radiatsiya pulsatsiyasini kutish mumkin emas, chunki qora tuynukning kuzatiladigan yuzasi va magnit maydoni yo'q. Fiziklar tez-tez ta'kidlaganidek, qora tuynuklarning "sochlari" yo'q - hodisa ufqi yaqinidagi barcha maydonlar va barcha bir jinsliliklar qora tuynuk gravitatsiyaviy to'lqinlar oqimi shaklida parchalanadigan materiyadan hosil bo'lganda chiqariladi. Natijada, hosil bo'lgan qora tuynuk faqat uchta xususiyatga ega: massa, burchak momentum va elektr zaryadi. Qora tuynuk hosil bo'lganda, qulab tushadigan moddaning barcha individual xususiyatlari unutiladi: masalan, temirdan va suvdan hosil bo'lgan qora tuynuklar, boshqa narsalar teng bo'lganda, bir xil xususiyatlarga ega.
Umumiy nisbiylik nazariyasi (GR) tomonidan bashorat qilinganidek, evolyutsiya oxirida temir yadro massasi 3 dan oshadigan yulduzlar M quyosh, qora tuynuk hosil bo'lishi bilan cheksiz siqilishni (relativistik kollaps) boshdan kechiring. Bu umumiy nisbiylik nuqtai nazaridan yulduzni siqishga moyil bo'lgan tortishish kuchlari energiya zichligi bilan belgilanadi va bunday massiv yulduz yadrosini siqish paytida erishilgan materiyaning ulkan zichligi energiya zichligiga asosiy hissa qo'shishi bilan izohlanadi. endi zarralarning tinch energiyasidan emas, balki ularning harakati va o'zaro ta'sirining energiyasidan hosil bo'ladi. Ma'lum bo'lishicha, umumiy nisbiylik nuqtai nazaridan juda yuqori zichlikdagi moddaning bosimi o'zini "tortishadi": bosim qanchalik katta bo'lsa, energiya zichligi shunchalik katta bo'ladi va natijada moddani siqib chiqarishga moyil bo'lgan tortishish kuchlari shunchalik katta bo'ladi. Bundan tashqari, kuchli tortishish maydonlari ostida fazo-vaqt egriligining ta'siri prinsipial ahamiyatga ega bo'lib, bu ham yulduz yadrosining cheksiz siqilishiga va uning qora tuynukga aylanishiga yordam beradi (3-rasm).
Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, bizning davrimizda hosil bo'lgan qora tuynuklar (masalan, Cygnus X-1 tizimidagi qora tuynuk), aniq aytganda, yuz foiz qora tuynuklar emas, chunki uzoqdagi kuzatuvchi uchun relativistik vaqt kengayishi tufayli, ularning voqealar ufqlari hali shakllanmagan. Bunday qulab tushayotgan yulduzlarning sirtlari Yerdagi kuzatuvchiga muzlagandek, ularning hodisa ufqlariga cheksiz yaqinlashib qolgandek ko'rinadi.
Bunday qulab tushadigan narsalardan qora tuynuklar nihoyat paydo bo'lishi uchun biz koinotimiz mavjud bo'lgan cheksiz uzoq vaqtni kutishimiz kerak. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, relativistik qulashning dastlabki soniyalarida Yerdan kuzatuvchi uchun qulab tushayotgan yulduzning yuzasi voqea ufqiga juda yaqin yaqinlashadi va bu sirtdagi barcha jarayonlar cheksiz ravishda sekinlashadi.
Hech qachon polni changyutayotganini ko'rganmisiz? Agar shunday bo'lsa, changyutgich qanday qilib chang va qog'oz parchalari kabi mayda qoldiqlarni so'rib olishini payqadingizmi? Albatta, ular sezishdi. Qora tuynuklar changyutgich bilan deyarli bir xil ishlaydi, lekin ular chang o'rniga kattaroq narsalarni: yulduzlar va sayyoralarni so'rishni afzal ko'radilar. Biroq, ular kosmik changni ham mensimaydilar.
Qora tuynuklar qanday paydo bo'ladi?
Qora tuynuklar qaerdan paydo bo'lishini tushunish uchun yorug'lik bosimi nima ekanligini bilish yaxshi bo'lar edi. Ma'lum bo'lishicha, jismlarga tushayotgan yorug'lik ularga bosim o'tkazadi. Misol uchun, agar biz yorug'lik lampochkasini qorong'i xonada yoqsak, u holda barcha yoritilgan narsalarga qo'shimcha yorug'lik bosimi kuchi ta'sir qila boshlaydi. Bu kuch juda kichik va kundalik hayotda biz, albatta, buni hech qachon his qila olmaymiz. Buning sababi shundaki, lampochka juda zaif yorug'lik manbai hisoblanadi. (Laboratoriya sharoitida lampochkaning yorug'lik bosimini hali ham o'lchash mumkin; buni birinchi bo'lib rus fizigi P. N. Lebedev amalga oshirdi.) Yulduzlar bilan vaziyat boshqacha. Yulduz yosh va yorqin porlayotgan ekan, uning ichida uchta kuch kurashmoqda. Bir tomondan, yulduzni bir nuqtaga siqib chiqarishga moyil bo'lgan tortishish kuchi tashqi qatlamlarni yadro tomon ichkariga tortadi. Boshqa tomondan, yulduzni shishirishga moyil bo'lgan yorug'lik bosimi va issiq gazning bosim kuchi mavjud. Yulduz yadrosida hosil bo'ladigan yorug'lik shunchalik kuchliki, u yulduzning tashqi qatlamlarini itarib yuboradi va ularni markazga tortadigan tortishish kuchini muvozanatlashtiradi. Yulduz qarigan sari uning yadrosi kamroq va kamroq yorug'lik chiqaradi. Buning sababi shundaki, yulduzning hayoti davomida uning vodorod bilan to'liq zaxirasi yonib ketadi, biz bu haqda allaqachon yozgan edik. Agar yulduz juda katta bo'lsa, Quyoshdan 20 marta og'irroq bo'lsa, unda uning tashqi qobiqlari massasi juda katta. Shuning uchun og'ir yulduzda tashqi qatlamlar yadroga yaqinlasha boshlaydi va butun yulduz qisqara boshlaydi. Shu bilan birga, qisqaruvchi yulduz yuzasida tortishish kuchi ortadi. Yulduz qanchalik qisqarsa, u atrofdagi materiyani shunchalik kuchli jalb qila boshlaydi. Oxir-oqibat, yulduzning tortishish kuchi shunchalik dahshatli bo'ladiki, hatto u chiqaradigan yorug'lik ham qochib qutula olmaydi. Ayni paytda yulduz qora tuynukga aylanadi. U endi hech narsa chiqarmaydi, faqat yaqin atrofdagi hamma narsani, shu jumladan yorug'likni o'zlashtiradi. Undan bitta yorug'lik nuri chiqmaydi, shuning uchun uni hech kim ko'ra olmaydi va shuning uchun u qora tuynuk deb ataladi: hamma narsa so'riladi va hech qachon qaytib kelmaydi.
Qora tuynuk nimaga o'xshaydi?
Agar siz va men qora tuynuk yonida bo'lganimizda, biz kosmosning kichik, butunlay qora hududi atrofida aylanayotgan juda katta yorug'lik diskini ko'rgan bo'lardik. Bu qora hudud qora tuynukdir. Uning atrofidagi nurli disk esa qora tuynuk ichiga tushadigan materiyadir. Bunday diskni yig'ish diski deyiladi. Qora tuynukning tortish kuchi juda kuchli, shuning uchun ichkariga so'rilgan materiya juda yuqori tezlanish bilan harakat qiladi va shu sababli u nurlanishni boshlaydi. Bunday diskdan keladigan yorug'likni o'rganish orqali astronomlar qora tuynukning o'zi haqida ko'p narsalarni bilib olishlari mumkin. Qora tuynuk mavjudligining yana bir bilvosita belgisi koinotning ma'lum bir hududi atrofida yulduzlarning g'ayrioddiy harakatidir. Teshikning tortishish kuchi yaqin atrofdagi yulduzlarni elliptik orbitalarda harakat qilishga majbur qiladi. Yulduzlarning bunday harakati astronomlar tomonidan ham qayd etilgan.
Hozir olimlarning diqqati galaktikamiz markazida joylashgan qora tuynukga qaratilgan. Gap shundaki, massasi Yernikidan 3 baravar katta bo‘lgan vodorod buluti qora tuynukga yaqinlashmoqda. Bu bulut qora tuynukning tortishish kuchi tufayli allaqachon o'z shaklini o'zgartira boshlagan, yaqin yillarda u yanada cho'zilib, qora tuynuk ichiga tortiladi.
Biz qora tuynuk ichida sodir bo'layotgan jarayonlarni hech qachon ko'ra olmaymiz, shuning uchun biz faqat qora tuynuk atrofidagi diskni kuzatish bilan kifoyalanishimiz mumkin. Ammo bizni bu erda ham juda ko'p qiziqarli narsalar kutmoqda. Ehtimol, eng qiziqarli hodisa - bu diskning markazidan qochib ketadigan ultra tez materiya oqimlarining shakllanishi. Ushbu hodisaning mexanizmi hali ham aniqlanmagan va sizlardan biringiz bunday samolyotlarning shakllanishi uchun nazariyani yaratishi mumkin. Hozircha biz faqat bunday "tasvirlar" bilan birga keladigan rentgen nurlarini ro'yxatga olishimiz mumkin.
Ushbu video qora tuynuk qanday qilib yaqin atrofdagi yulduzdan materialni asta-sekin tortib olishini ko'rsatadi. Bunday holda, qora tuynuk atrofida akkretsiya diski hosil bo'ladi va uning materiyasining bir qismi juda katta tezlikda koinotga tashlanadi. Bu Yer atrofida harakatlanuvchi sun'iy yo'ldosh tomonidan olinadigan katta miqdordagi rentgen nurlanishini hosil qiladi.
Qora tuynuk qanday ishlaydi?
Qora tuynukni uchta asosiy qismga bo'lish mumkin. Agar siz juda yuqori tezlikda harakat qilsangiz, qora tuynukga tushib qolmaslik mumkin bo'lgan tashqi qism. Tashqi qismdan chuqurroq voqealar gorizonti mavjud - bu xayoliy chegara, uni kesib o'tgandan keyin tana qora tuynukdan qaytishga umidini yo'qotadi. Hodisa gorizontidan tashqaridagi hamma narsani tashqaridan ko'rib bo'lmaydi, chunki kuchli tortishish tufayli hatto ichkaridan harakatlanadigan yorug'lik ham undan tashqariga ucha olmaydi. Qora tuynukning markazida o'ziga xoslik - juda katta massa to'plangan kichik hajmdagi fazo mintaqasi - qora tuynukning yuragi bor, deb ishoniladi.
Qora tuynukgacha uchish mumkinmi?
Katta masofada qora tuynukning tortishishi qora tuynuk bilan bir xil massaga ega oddiy yulduzning tortishishi bilan aynan bir xil. Voqealar ufqiga yaqinlashganda, diqqatga sazovor joylar kuchayib boradi. Shuning uchun, siz qora tuynukgacha uchishingiz mumkin, ammo orqaga qaytishingiz uchun undan uzoqroq turish yaxshiroqdir. Astronomlar qora tuynuk yaqin atrofdagi yulduzni qanday so‘rib olganini kuzatishlari kerak edi. Ushbu videoda qanday ko'rinishini ko'rishingiz mumkin:
Bizning Quyoshimiz qora tuynukga aylanadimi?
Yo'q, aylanmaydi. Buning uchun Quyoshning massasi juda kichik. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, qora tuynuk bo'lishi uchun yulduz Quyoshdan kamida 4 marta kattaroq bo'lishi kerak. Buning o'rniga, Quyosh qizil gigantga aylanadi va tashqi qobig'ini tashlab, oq mitti bo'lishidan oldin taxminan Yer orbitasining o'lchamiga qadar shishiradi. Biz, albatta, sizga Quyoshning evolyutsiyasi haqida ko'proq ma'lumot beramiz.
Kosmosda joylashgan insoniyatga ma'lum bo'lgan barcha ob'ektlar ichida qora tuynuklar eng dahshatli va tushunarsiz taassurot qoldiradi. Insoniyat ular haqida bir yarim asrdan ko'proq vaqt davomida bilishiga qaramay, qora tuynuklar haqida gap ketganda, bu tuyg'u deyarli har bir odamni qamrab oladi. Ushbu hodisalar haqidagi birinchi bilimlar Eynshteynning nisbiylik nazariyasi bo'yicha nashrlaridan ancha oldin olingan. Ammo bu ob'ektlar mavjudligining haqiqiy tasdig'i yaqinda olindi.
Albatta, qora tuynuklar o'zlarining g'alati jismoniy xususiyatlari bilan haqli ravishda mashhur bo'lib, bu koinotda yanada ko'proq sirlarni keltirib chiqaradi. Ular fizika va kosmik mexanikaning barcha kosmik qonunlariga osongina qarshi chiqadilar. Kosmik tuynuk kabi hodisaning mavjudligining barcha tafsilotlari va tamoyillarini tushunish uchun biz astronomiyaning zamonaviy yutuqlari bilan tanishishimiz va tasavvurimizni qo'shimcha ravishda ishlatishimiz kerak, biz standart tushunchalardan tashqariga chiqishimiz kerak; Koinot tuynuklarini tushunish va ular bilan tanishishni osonlashtirish uchun portal sayti Koinotdagi ushbu hodisalar haqida juda ko'p qiziqarli ma'lumotlarni tayyorladi.
Portal saytidan qora tuynuklarning xususiyatlari
Avvalo shuni ta'kidlash kerakki, qora tuynuklar o'z-o'zidan paydo bo'lmaydi, ular kattaligi va massasi bo'yicha ulkan yulduzlardan hosil bo'ladi. Bundan tashqari, har bir qora tuynukning eng katta xususiyati va o'ziga xosligi shundaki, ular juda kuchli tortishish kuchiga ega. Jismlarni qora tuynukga tortish kuchi ikkinchi qochish tezligidan oshib ketadi. Bunday tortishish ko'rsatkichlari hatto yorug'lik nurlari ham qora tuynukning ta'sir qilish maydonidan chiqib keta olmasligini ko'rsatadi, chunki ular ancha past tezlikka ega.
Attraktsionning o'ziga xos xususiyati shundaki, u yaqin joylashgan barcha ob'ektlarni o'ziga tortadi. Qora tuynuk yaqinidan o'tadigan ob'ekt qanchalik katta bo'lsa, u shunchalik ko'p ta'sir va jalb qiladi. Shunga ko'ra, biz xulosa qilishimiz mumkinki, ob'ekt qanchalik katta bo'lsa, uni qora tuynuk shunchalik kuchli jalb qiladi va bunday ta'sirni oldini olish uchun kosmik jism juda yuqori tezlikda harakatlanish tezligiga ega bo'lishi kerak.
Shuni ham ta'kidlash kerakki, butun koinotda qora tuynuk yaqin joyda bo'lsa, uni jalb qilishdan qocha oladigan jism yo'q, chunki hatto eng tez yorug'lik oqimi ham bu ta'sirdan qochib qutula olmaydi. Eynshteyn tomonidan ishlab chiqilgan nisbiylik nazariyasi qora tuynuklarning xususiyatlarini tushunish uchun juda yaxshi. Ushbu nazariyaga ko'ra, tortishish vaqtga ta'sir qilishi va makonni buzishi mumkin. Shuningdek, u kosmosda joylashgan ob'ekt qanchalik katta bo'lsa, u vaqtni shunchalik sekinlashtiradi. Qora tuynukning o'zi yaqinida vaqt butunlay to'xtab qolganga o'xshaydi. Agar kosmik kema kosmik tuynukning harakat maydoniga kirsa, u yaqinlashganda uning qanday sekinlashishi va oxir-oqibat butunlay yo'q bo'lib ketishi kuzatiladi.
Siz qora tuynuklar kabi hodisalardan juda qo'rqmasligingiz va ayni paytda mavjud bo'lishi mumkin bo'lgan barcha ilmiy asossiz ma'lumotlarga ishonishingiz kerak. Avvalo, biz qora tuynuklar atrofidagi barcha moddalar va narsalarni so'rib olishlari mumkinligi haqidagi eng keng tarqalgan afsonani yo'q qilishimiz kerak va ular shunday qilishlari bilan ular o'sib boradi va tobora ko'proq so'riladi. Bularning hech biri to'liq haqiqat emas. Ha, haqiqatan ham, ular kosmik jismlarni va materiyani o'zlashtira oladi, lekin faqat teshikning o'zidan ma'lum masofada joylashganlarni. O'zlarining kuchli tortishish kuchidan tashqari, ular ulkan massaga ega oddiy yulduzlardan unchalik farq qilmaydi. Bizning Quyoshimiz qora tuynukga aylanganda ham, u faqat qisqa masofada joylashgan ob'ektlarni so'rishi mumkin bo'ladi va barcha sayyoralar odatdagi orbitalarida aylanishda qoladi.
Nisbiylik nazariyasiga murojaat qilsak, biz kuchli tortishish kuchiga ega barcha ob'ektlar vaqt va makonning egriligiga ta'sir qilishi mumkin degan xulosaga kelishimiz mumkin. Bundan tashqari, tana massasi qanchalik katta bo'lsa, buzilish kuchliroq bo'ladi. Shunday qilib, yaqinda olimlar buni amalda ko'rishga muvaffaq bo'lishdi, ular galaktikalar yoki qora tuynuklar kabi ulkan kosmik jismlar tufayli bizning ko'zimizga etib bo'lmaydigan boshqa ob'ektlar haqida o'ylashlari mumkin edi. Bularning barchasi qora tuynuk yoki boshqa jismdan yaqin atrofdan o'tadigan yorug'lik nurlari tortishish kuchi ta'sirida juda kuchli egilganligi sababli mumkin. Ushbu turdagi buzilish olimlarga kosmosga uzoqroq qarash imkonini beradi. Ammo bunday tadqiqotlar bilan o'rganilayotgan tananing haqiqiy joyini aniqlash juda qiyin.
Qora tuynuklar o'z-o'zidan paydo bo'lmaydi, ular o'ta massiv yulduzlarning portlashi natijasida hosil bo'ladi. Bundan tashqari, qora tuynuk paydo bo'lishi uchun portlagan yulduzning massasi Quyosh massasidan kamida o'n baravar ko'p bo'lishi kerak. Har bir yulduz yulduz ichida sodir bo'ladigan termoyadro reaktsiyalari tufayli mavjud. Bunday holda, termoyadroviy jarayonida vodorod qotishmasi ajralib chiqadi, lekin u yulduzning ta'sir doirasini tark eta olmaydi, chunki uning tortishish kuchi vodorodni orqaga tortadi. Bu butun jarayon yulduzlarning mavjud bo'lishiga imkon beradi. Vodorod sintezi va yulduz gravitatsiyasi juda yaxshi ishlaydigan mexanizmlardir, ammo bu muvozanatning buzilishi yulduz portlashiga olib kelishi mumkin. Aksariyat hollarda bu yadro yoqilg'isining tugashi natijasida yuzaga keladi.
Yulduzning massasiga qarab, portlashdan keyin ularning rivojlanishining bir nechta stsenariylari mumkin. Shunday qilib, massiv yulduzlar o'ta yangi yulduz portlash maydonini tashkil qiladi va ularning ko'pchiligi sobiq yulduzning yadrosi orqasida qoladilar, bunday ob'ektlarni Oq mittilar deb atashadi; Ko'p hollarda bu jismlar atrofida gaz buluti hosil bo'ladi, bu mittining tortishish kuchi bilan ushlab turiladi. O'ta massiv yulduzlarning rivojlanishining yana bir yo'li ham mumkin, bunda hosil bo'lgan qora tuynuk yulduzning barcha moddalarini o'z markaziga juda kuchli jalb qiladi, bu esa uning kuchli siqilishiga olib keladi.
Bunday siqilgan jismlar neytron yulduzlar deb ataladi. Eng kam hollarda, yulduz portlashidan so'ng, bu hodisani qabul qilgan tushunchamizda qora tuynuk paydo bo'lishi mumkin. Ammo teshik paydo bo'lishi uchun yulduzning massasi shunchaki ulkan bo'lishi kerak. Bunday holda, yadroviy reaktsiyalar muvozanati buzilganida, yulduzning tortishish kuchi shunchaki aqldan ozadi. Shu bilan birga, u faol ravishda qulashni boshlaydi, shundan so'ng u faqat kosmosdagi nuqtaga aylanadi. Boshqacha qilib aytganda, yulduz jismoniy ob'ekt sifatida mavjud bo'lishni to'xtatadi, deb aytishimiz mumkin. U yo'qolib ketishiga qaramay, uning orqasida bir xil tortishish kuchi va massaga ega qora tuynuk hosil bo'ladi.
Aynan yulduzlarning qulashi ularning butunlay yo'q bo'lib ketishiga olib keladi va ularning o'rnida g'oyib bo'lgan yulduz bilan bir xil jismoniy xususiyatlarga ega qora tuynuk hosil bo'ladi. Yagona farq - yulduz hajmidan ko'ra teshikning siqilish darajasi. Barcha qora tuynuklarning eng muhim xususiyati ularning markazini belgilaydigan yagonaligidir. Bu soha fizika, materiya va kosmosning mavjud bo'lgan barcha qonunlariga zid keladi. Yakkalik tushunchasini tushunish uchun biz bu to'siqni kosmik hodisa gorizonti deb atashimiz mumkin. Bu qora tuynukning tashqi chegarasi hamdir. Yagonalikni qaytarib bo'lmaydigan nuqta deb atash mumkin, chunki u erda teshikning ulkan tortishish kuchi harakat qila boshlaydi. Hatto bu to'siqni kesib o'tgan yorug'lik ham qochib qutula olmaydi.
Hodisa gorizonti shunday jozibali ta'sirga egaki, u qora tuynukning o'ziga yaqinlashganda barcha jismlarni yorug'lik tezligida o'ziga tortadi, tezlik ko'rsatkichlari yanada ortadi. Shuning uchun ham bu kuch doirasiga kiradigan barcha jismlar teshikka so'rilib ketishga mahkumdir. Shuni ta'kidlash kerakki, bunday kuchlar bunday tortishish ta'sirida tutilgan jismni o'zgartirishga qodir, shundan so'ng ular ingichka ipga cho'ziladi va keyin kosmosda mavjud bo'lishni butunlay to'xtatadi.
Hodisa gorizonti va singulyarlik orasidagi masofa har xil bo'lishi mumkin, bu bo'shliq Shvartsshild radiusi deb ataladi; Shuning uchun qora tuynukning kattaligi qanchalik katta bo'lsa, harakat doirasi shunchalik katta bo'ladi. Misol uchun, bizning Quyoshimizdek massiv bo'lgan qora tuynuk Shvartsshild radiusi uch kilometrga teng bo'lishini aytishimiz mumkin. Shunga ko'ra, katta qora tuynuklar kattaroq diapazonga ega.
Qora tuynuklarni topish juda qiyin jarayon, chunki yorug'lik ulardan qochib qutula olmaydi. Shuning uchun qidiruv va ta'rif faqat ularning mavjudligining bilvosita dalillariga asoslanadi. Olimlar ularni topish uchun foydalanadigan eng oddiy usul, agar ular katta massaga ega bo'lsa, qorong'i bo'shliqda joylarni topish orqali qidirishdir. Ko'p hollarda astronomlar qo'shaloq yulduz tizimlarida yoki galaktikalar markazlarida qora tuynuklarni topishga muvaffaq bo'lishadi.
Aksariyat astronomlar bizning galaktikamizning markazida juda kuchli qora tuynuk borligiga ishonishadi. Ushbu bayonot savol tug'diradi, bu teshik bizning galaktikamizdagi hamma narsani yuta oladimi? Aslida bu mumkin emas, chunki teshikning o'zi yulduzlar bilan bir xil massaga ega, chunki u yulduzdan yaratilgan. Bundan tashqari, barcha olimlarning hisob-kitoblari ushbu ob'ekt bilan bog'liq hech qanday global voqealarni bashorat qilmaydi. Bundan tashqari, yana milliardlab yillar davomida bizning galaktikamizning kosmik jismlari hech qanday o'zgarishsiz ushbu qora tuynuk atrofida jimgina aylanadi. Somon yo‘lining markazida teshik borligi haqidagi dalil olimlar tomonidan qayd etilgan rentgen to‘lqinlaridan kelib chiqishi mumkin. Va ko'pchilik astronomlar qora tuynuklar ularni juda ko'p miqdorda faol ravishda chiqaradi, deb ishonishga moyil.
Ko'pincha bizning galaktikamizda ikkita yulduzdan iborat yulduz tizimlari mavjud va ko'pincha ulardan biri qora tuynukga aylanishi mumkin. Ushbu versiyada qora tuynuk o'z yo'lidagi barcha jismlarni o'ziga singdiradi, materiya esa uning atrofida aylana boshlaydi, buning natijasida tezlashtirish diski hosil bo'ladi. Maxsus xususiyat shundaki, u aylanish tezligini oshiradi va markazga yaqinlashadi. Bu qora tuynukning o'rtasiga tushgan materiya rentgen nurlarini chiqaradi va moddaning o'zi yo'q qilinadi.
Ikkilik yulduz tizimlari qora tuynuk holatiga birinchi nomzodlardir. Bunday tizimlarda ko'rinadigan yulduzning hajmi tufayli qora tuynukni topish juda oson, uning ko'rinmas birodarining ko'rsatkichlarini hisoblash mumkin; Hozirgi vaqtda qora tuynuk maqomiga birinchi nomzod rentgen nurlarini faol ravishda chiqaradigan Cygnus yulduz turkumidagi yulduz bo'lishi mumkin.
Qora tuynuklar haqida yuqorida aytilganlarning barchasidan xulosa qilib aytishimiz mumkinki, ular unchalik xavfli hodisalar emas, albatta, yaqinlik holatida ular tortishish kuchi tufayli koinotdagi eng kuchli jismlardir; Shuning uchun ular boshqa jismlardan unchalik farq qilmaydi, deb aytishimiz mumkin, ularning asosiy xususiyati kuchli tortishish maydonidir;
Qora tuynuklarning maqsadi haqida juda ko'p nazariyalar taklif qilingan, ularning ba'zilari hatto bema'ni edi. Shunday qilib, ulardan biriga ko'ra, olimlar qora tuynuklar yangi galaktikalarni tug'dirishi mumkinligiga ishonishgan. Bu nazariya bizning dunyomiz hayotning kelib chiqishi uchun juda qulay joy ekanligiga asoslanadi, ammo agar omillardan biri o'zgarsa, hayot imkonsiz bo'ladi. Shu sababli, qora tuynuklardagi jismoniy xususiyatlarning o'zgarishining o'ziga xosligi va o'ziga xos xususiyatlari biznikidan sezilarli darajada farq qiladigan mutlaqo yangi Koinotni keltirib chiqarishi mumkin. Ammo bu faqat nazariya va juda zaif, chunki qora tuynuklarning bunday ta'siri haqida hech qanday dalil yo'q.
Qora tuynuklarga kelsak, ular nafaqat moddalarni o'zlashtira oladi, balki bug'lanishi ham mumkin. Shunga o'xshash hodisa bir necha o'n yillar oldin isbotlangan. Bu bug'lanish qora tuynukning butun massasini yo'qotishiga, keyin esa butunlay yo'qolishiga olib kelishi mumkin.
Bularning barchasi portal veb-saytida topishingiz mumkin bo'lgan qora tuynuklar haqidagi eng kichik ma'lumotdir. Shuningdek, bizda boshqa kosmik hodisalar haqida juda ko'p qiziqarli ma'lumotlar mavjud.
Qora tuynuk tushunchasi hammaga ma’lum – maktab o‘quvchilaridan tortib, keksalargacha u ilmiy va badiiy adabiyotlarda, sariq ommaviy axborot vositalarida va ilmiy anjumanlarda qo‘llaniladi. Ammo bunday teshiklar nima ekanligi hammaga ma'lum emas.
Qora tuynuklar tarixidan
1783 yil Qora tuynuk kabi hodisaning mavjudligi haqidagi birinchi gipotezani 1783 yilda ingliz olimi Jon Mishel ilgari surgan. O'z nazariyasida u Nyutonning ikkita ijodini - optika va mexanikani birlashtirdi. Mishelning fikri shunday edi: agar yorug'lik mayda zarralar oqimi bo'lsa, u holda boshqa barcha jismlar kabi zarralar ham tortishish maydonining tortishishini boshdan kechirishi kerak. Ma'lum bo'lishicha, yulduz qanchalik massiv bo'lsa, yorug'lik uning jalb etilishiga qarshilik ko'rsatishi shunchalik qiyin bo'ladi. Misheldan 13 yil o'tgach, frantsuz astronomi va matematigi Laplas (ehtimol, ingliz hamkasbidan mustaqil ravishda) xuddi shunday nazariyani ilgari surdi.
1915 yil Biroq, ularning barcha asarlari 20-asr boshlariga qadar talab qilinmagan. 1915-yilda Albert Eynshteyn umumiy nisbiylik nazariyasini nashr etdi va tortishish materiyadan kelib chiqadigan fazo-vaqt egriligi ekanligini ko'rsatdi va bir necha oy o'tgach, nemis astronomi va nazariy fizigi Karl Shvartsshild ma'lum bir astronomik muammoni hal qilishda foydalandi. U Quyosh atrofidagi egri fazo-vaqt tuzilishini tadqiq qildi va qora tuynuklar hodisasini qayta kashf etdi.
(Jon Uiler "Qora tuynuklar" atamasini kiritgan)
1967 yil Amerikalik fizik Jon Uiler qog'oz parchasi kabi g'ijimlanishi mumkin bo'lgan bo'shliqni cheksiz kichik nuqtaga aylantirdi va uni "Qora tuynuk" atamasi bilan belgiladi.
1974 yil Britaniyalik fizik Stiven Xoking qora tuynuklar moddalarni qaytarmasdan o‘zlashtirsa-da, radiatsiya chiqarishi va oxir-oqibat bug‘lanishi mumkinligini isbotladi. Bu hodisa "Xoking nurlanishi" deb ataladi.
2013 yil Pulsarlar va kvazarlar bo'yicha olib borilgan so'nggi tadqiqotlar, shuningdek, kosmik mikroto'lqinli fon nurlanishining kashfiyoti nihoyat qora tuynuklar tushunchasini tasvirlashga imkon berdi. 2013-yilda G2 gaz buluti qora tuynukga juda yaqin keldi va uni so‘rib olishi mumkin, noyob jarayonni kuzatish qora tuynuklar xususiyatlarini yangi kashfiyotlar uchun ulkan imkoniyatlar yaratadi.
(Sagittarius A* massiv ob'ekti, uning massasi Quyoshnikidan 4 million marta katta, bu yulduzlar to'plamini va qora tuynukning shakllanishini nazarda tutadi.)
2017 yil. Ko‘p mamlakatli hamkorlikdagi Event Horizon Telescope kompaniyasining bir guruh olimlari Yer qit’alarining turli nuqtalaridan sakkizta teleskopni bog‘lab, M87 galaktikasi, Virgo yulduz turkumida joylashgan o‘ta massiv ob’ekt bo‘lgan qora tuynukni kuzatdi. Ob'ektning massasi 6,5 milliard (!) Quyosh massasi bo'lib, Sagittarius A* massiv ob'ektidan gigant marta kattaroq, diametri Quyoshdan Plutongacha bo'lgan masofadan bir oz kamroq.
Kuzatishlar 2017-yil bahoridan boshlab va 2018-yil davomida bir necha bosqichda oʻtkazildi. Axborot hajmi petabaytlarni tashkil etdi, keyin ularni shifrlash va o'ta uzoqdagi ob'ektning haqiqiy tasvirini olish kerak edi. Shu sababli, barcha ma'lumotlarni yaxshilab qayta ishlash va ularni bir butunga birlashtirish uchun yana ikki yil kerak bo'ldi.
2019 Ma'lumotlar muvaffaqiyatli shifrlangan va ko'rsatilib, qora tuynukning birinchi tasvirini yaratdi.
(Virgo yulduz turkumidagi M87 galaktikasidagi qora tuynukning birinchi surati)
Tasvir o'lchamlari ob'ektning markazida qaytib kelmaydigan nuqtaning soyasini ko'rish imkonini beradi. Tasvir ultra uzun bazaviy interferometrik kuzatishlar natijasida olingan. Bular tarmoq orqali o'zaro bog'langan va yer sharining turli qismlarida joylashgan, bir yo'nalishga yo'naltirilgan bir nechta radioteleskoplardan bitta ob'ektning sinxron kuzatuvlari deb ataladi.
Qora tuynuklar aslida nima
Bu hodisaning lakonik tushuntirishi shunday bo'ladi.
Kosmosda oddiy ko'z bilan yoki teleskop orqali kuzatilishi mumkin bo'lgan yulduzlar, sayyoralar, asteroidlar va kometalar mavjudligini hamma biladi. Bundan tashqari, maxsus kosmik ob'ektlar - qora tuynuklar mavjudligi ma'lum.Qora tuynuk - bu fazo-vaqt hududi bo'lib, uning tortishish kuchi shunchalik kuchliki, hech qanday ob'ekt, jumladan yorug'lik kvantlari uni tark eta olmaydi.
Qora tuynuk bir vaqtlar ulkan yulduz edi. Modomiki, termoyadro reaksiyalari uning chuqurligida yuqori bosimni saqlab tursa, hamma narsa normal bo'lib qoladi. Ammo vaqt o'tishi bilan energiya ta'minoti tugaydi va samoviy jism o'z tortishish kuchi ta'sirida qisqara boshlaydi. Bu jarayonning yakuniy bosqichi yulduz yadrosining qulashi va qora tuynukning paydo bo'lishidir.
- 1. Qora tuynuk reaktivni yuqori tezlikda chiqarib yuboradi
- 2. Materiya diski qora tuynukga aylanadi
- 3. Qora tuynuk
- 4. Qora tuynuk hududining batafsil diagrammasi
- 5. Topilgan yangi kuzatishlar hajmi
Eng keng tarqalgan nazariya shundan iboratki, shunga o'xshash hodisalar har bir galaktikada, shu jumladan bizning Somon yo'lining markazida ham mavjud. Teshikning ulkan tortishish kuchi uning atrofida bir nechta galaktikalarni ushlab turishga qodir va ularning bir-biridan uzoqlashishiga to'sqinlik qiladi. "Qoplash maydoni" har xil bo'lishi mumkin, barchasi qora tuynukga aylangan yulduzning massasiga bog'liq va minglab yorug'lik yili bo'lishi mumkin.
Shvartsshild radiusi
Qora tuynukning asosiy xususiyati shundaki, unga tushgan har qanday modda hech qachon qaytib kelmaydi. Xuddi shu narsa yorug'likka ham tegishli. Teshiklar o'z mohiyatiga ko'ra, ularga tushadigan barcha yorug'likni to'liq o'zlashtiradigan va o'z nurlarini chiqarmaydigan jismlardir. Bunday ob'ektlar vizual ravishda mutlaq qorong'ulik pıhtıları sifatida ko'rinishi mumkin.
- 1. Yorug'likning yarmi tezligida harakatlanuvchi modda
- 2. Foton halqasi
- 3. Ichki foton halqasi
- 4. Qora tuynukdagi hodisalar gorizonti
Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasiga asoslanib, agar tana teshik markaziga kritik masofaga yaqinlashsa, u endi qaytib kela olmaydi. Bu masofa Shvartsshild radiusi deb ataladi. Ushbu radiusda nima sodir bo'lishi aniq ma'lum emas, lekin eng keng tarqalgan nazariya mavjud. Qora tuynukning barcha materiyalari cheksiz kichik nuqtada to'plangan va uning markazida cheksiz zichlikka ega bo'lgan ob'ekt mavjud bo'lib, olimlar uni yagona buzilish deb atashadi.
Qora tuynukga tushish qanday sodir bo'ladi?
(Rasmda Sagittarius A* qora tuynuk juda yorqin yorug'lik to'plamiga o'xshaydi)
Yaqinda, 2011 yilda olimlar gaz bulutini topib, unga g'ayrioddiy yorug'lik chiqaradigan oddiy G2 nomini berishdi. Bu porlash Sagittarius A* qora tuynuklari tufayli yuzaga kelgan gaz va changning ishqalanishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu esa uni to'plash diski sifatida aylantiradi. Shunday qilib, biz gaz bulutining o'ta massali qora tuynuk tomonidan yutilishining ajoyib hodisasining kuzatuvchisiga aylanamiz.
So'nggi tadqiqotlarga ko'ra, qora tuynukga eng yaqin yaqinlashish 2014 yilning mart oyida sodir bo'ladi. Biz bu hayajonli tomosha qanday sodir bo'lishi haqidagi rasmni qayta yaratishimiz mumkin.
- 1. Ma'lumotlarda birinchi marta paydo bo'lgan gaz buluti gaz va changdan iborat ulkan to'pga o'xshaydi.
- 2. Hozir, 2013-yil iyun holatiga ko‘ra, bulut qora tuynukdan o‘nlab milliard kilometr uzoqlikda joylashgan. Unga 2500 km/s tezlikda tushadi.
- 3. Bulutning qora tuynuk yonidan oʻtishi kutilmoqda, biroq bulutning yetakchi va orqa tomonlariga taʼsir etuvchi tortishish farqi natijasida yuzaga kelgan toʻlqin kuchlari uning tobora choʻzilgan shaklga ega boʻlishiga olib keladi.
- 4. Bulut parchalanganidan keyin uning katta qismi Sagittarius A* atrofidagi to‘planish diskiga oqib, unda zarba to‘lqinlarini hosil qiladi. Harorat bir necha million darajaga ko'tariladi.
- 5. Bulutning bir qismi to‘g‘ridan-to‘g‘ri qora tuynuk ichiga tushadi. Keyinchalik bu modda bilan nima sodir bo'lishini hech kim aniq bilmaydi, biroq u qulashi bilan kuchli rentgen nurlari oqimini chiqaradi va boshqa hech qachon ko'rinmaydi deb taxmin qilinadi.
Video: qora tuynuk gaz bulutini yutib yuboradi
(G2 gaz bulutining qancha qismi Sagittarius A* qora tuynuk tomonidan yo'q qilinishi va iste'mol qilinishini kompyuter simulyatsiyasi)
Qora tuynuk ichida nima bor
Qora tuynukning ichida deyarli bo'sh va uning butun massasi uning markazida joylashgan juda kichik nuqtada - yagonalikda to'planganligini aytadigan nazariya mavjud.
Yarim asrdan beri mavjud bo'lgan boshqa bir nazariyaga ko'ra, qora tuynuk ichiga tushgan hamma narsa qora tuynukning o'zida joylashgan boshqa koinotga o'tadi. Endi bu nazariya asosiy emas.
Uchinchi, eng zamonaviy va qat'iyatli nazariya mavjud, unga ko'ra qora tuynukga tushgan hamma narsa uning yuzasida torlarning tebranishida eriydi, bu hodisa gorizonti sifatida belgilanadi.
Xo'sh, hodisa gorizonti nima? Qora tuynukning ichiga hatto o'ta kuchli teleskop bilan qarashning iloji yo'q, chunki ulkan kosmik huni ichiga kirgan yorug'lik ham orqaga qaytish imkoniyatiga ega emas. Hech bo'lmaganda qandaydir tarzda ko'rib chiqilishi mumkin bo'lgan hamma narsa uning yaqinida joylashgan.
Hodisa gorizonti - bu oddiy sirt chizig'i bo'lib, uning ostidan hech narsa (na gaz, na chang, na yulduzlar, na yorug'lik) chiqib keta olmaydi. Va bu koinotning qora tuynuklarida qaytib kelmaydigan juda sirli nuqta.
Yulduz umrining oxiriga kelib qora tuynukga aylanishi mumkin. Ushbu transformatsiya paytida yulduz juda kuchli qisqaradi, shu bilan birga uning massasi saqlanib qoladi. Yulduz kichik, lekin juda og'ir to'pga aylanadi. Agar bizning Yer sayyoramiz qora tuynukga aylanadi deb faraz qilsak, uning bu holatda diametri atigi 9 millimetrga teng bo'ladi. Ammo Yer qora tuynukga aylana olmaydi, chunki yulduzlardagi kabi emas, balki sayyoralar yadrosida butunlay boshqacha reaktsiyalar sodir bo'ladi.
Yulduzning bunday kuchli siqilishi va siqilishi, chunki yulduz markazidagi termoyadro reaktsiyalari ta'sirida uning jozibador kuchi sezilarli darajada oshadi va yulduz sirtini o'z markaziga jalb qila boshlaydi. Yulduzning qisqarish tezligi asta-sekin o'sib boradi va oxir-oqibat yorug'lik tezligidan oshib keta boshlaydi. Yulduz bu holatga yetganda, yorug'lik zarralari - kvantlar tortishish kuchini engib o'ta olmagani uchun porlashni to'xtatadi. Bu holatdagi yulduz yorug'lik chiqarishni to'xtatadi, u tortishish radiusi - barcha jismlar yulduz yuzasiga tortiladigan chegaraning "ichida" qoladi. Astronomlar bu chegarani hodisa gorizonti deb atashadi. Va bu chegaradan tashqarida qora tuynukning tortishish kuchi kamayadi. Yorug'lik zarralari yulduzning tortishish chegarasini engib o'ta olmagani uchun qora tuynukni faqat asboblar yordamida aniqlash mumkin, masalan, noma'lum sabablarga ko'ra kosmik kema yoki boshqa jism - kometa yoki asteroid o'z traektoriyasini o'zgartira boshlasa, demak. katta ehtimol bilan qora tuynukning tortishish kuchlari ta'siri ostida bo'lgan. Bunday vaziyatda boshqariladigan kosmik ob'ekt zudlik bilan barcha dvigatellarni yoqishi va xavfli tortishish zonasini tark etishi kerak va agar quvvat etarli bo'lmasa, u muqarrar ravishda qora tuynuk tomonidan yutib yuboriladi.
Agar Quyosh qora tuynukga aylana olsa, Quyosh sistemasidagi sayyoralar Quyoshning tortishish radiusida bo‘lardi va ularni o‘ziga tortadi va so‘rib oladi. Yaxshiyamki, bu sodir bo'lmaydi, chunki ... Faqat juda katta, massiv yulduzlar qora tuynukga aylanishi mumkin. Buning uchun quyosh juda kichik. O'z evolyutsiyasi davomida Quyosh katta ehtimol bilan yo'q bo'lib ketgan qora mittiga aylanadi. Kosmosda allaqachon mavjud bo'lgan boshqa qora tuynuklar bizning sayyoramiz va yerdagi kosmik kemalar uchun xavfli emas - ular bizdan juda uzoqda.
Siz tomosha qilishingiz mumkin bo'lgan mashhur "Katta portlash nazariyasi" serialida siz Koinotning yaratilish sirlarini yoki koinotda qora tuynuklarning paydo bo'lish sabablarini o'rganmaysiz. Bosh qahramonlar fanga ishtiyoqi baland va universitetning fizika fakultetida ishlaydi. Ular doimo turli kulgili vaziyatlarga tushib qolishadi, ularni tomosha qilish qiziq.
