Crne rupe su među najmisterioznijim objektima u svemiru, a najviše su proučavane zvijezde i supermasivne crne rupe. Da bi se formirala vrsta zvijezde, zvijezda prvo mora iznenada umrijeti. S druge strane, još uvijek nismo sigurni u podrijetlo supermasivnih crnih rupa koje se nalaze u većini galaksija. U singularitetu, središtu crne rupe, vrijeme i prostor prestaju.
U ovom članku ćemo vam reći što su supermasivne crne rupe, njihovo porijeklo i karakteristike.
Što su supermasivne crne rupe
Crna rupa je ograničeno područje prostor-vremena gdje je gravitacijsko polje toliko jako da ništa, uključujući svjetlost, ne može pobjeći. Same crne rupe ne mogu se promatrati, ali se materija oko njih može otkriti. To se naziva akrecijski disk. Nastaje od materije koju privlači središte crne rupe.
Opće karakteristike
Evo nekih značajki zvjezdanih crnih rupa i supermasivnih crnih rupa:
- Zvjezdane crne rupe nastaju kada zvijezde umru. Što se tiče supermasivnih objekata, njihovo porijeklo nije dobro poznato, ali se vjeruje da su usko povezani s rađanjem Mliječne staze.
- Zbog njegove snažne gravitacijske sile ništa ne može pobjeći, čak ni svjetlost. Međutim, ako ste na sigurnoj udaljenosti, ništa se neće dogoditi.
- Vrlo su velike, sa zvijezdama desetke puta masivnijim od naših.
- Nemaju krutu ili čvrstu površinu. Na primjer, horizont događaja nije entitet za koji se može reći da počinje ovdje i završava tamo, on je nevidljiva granica, ali jednom nema povratka.
- Crne rupe rastu hvatajući materiju poput plina i prašine s obližnjih zvijezda, pa čak i spajanjem s drugim crnim rupama.
- Zbog kvantnih učinaka koje emitiraju, To se zove Hawkingovo zračenje.
- Unatoč svoj svojoj veličanstvenosti, crne rupe su jednostavne i znamo samo njihovu masu, kutni moment i naboj.
- Imaju singularnost u svom središtu, gdje prestaje sva materija. Kraj prostora i vremena je gusto zbijena točka.
- Vjeruje se da svaka galaksija ima crnu rupu u svom središtu. Međutim, potrebna su dodatna istraživanja.
- Kada se dvije crne rupe spoje, stvaraju poremećaje u prostor-vremenu koji se nazivaju gravitacijski valovi. Mogla bi čak biti negdje između crne rupe i neutronske zvijezde.
- Supermasivne crne rupe mogu proizvesti masivne mlazove supermaterije
- Toplina, kao što su rendgenske zrake, gama zrake i radio valovi, koji putuju skoro brzinom svjetlosti, protežu se stotinama tisuća svjetlosnih godina od polova crne rupe.
- Crne rupe se očito ne mogu promatrati, ali kako apsorbiraju materiju iz obližnjih objekata kao što su zvjezdana prašina, zvijezde i galaksije, postaju vidljive jer se oko njih formiraju akrecijski diskovi.
Kako nastaju supermasivne crne rupe
Kako bismo dobili malu predodžbu o tome kako nastaju crne rupe, možemo zamisliti da snažno stisnemo objekt kako bismo povećali njegovu gustoću, međutim, zbog elektromagnetskih i nuklearnih sila, materijal će se početi opirati.
Za nas, da ga sabijemo u tako mali, iznimno gust volumen da bi se formirala crna rupa, bila bi potrebna ogromna sila ili implozija, poput supernove. Supernova nastaje kada masivna zvijezda umre, oslobađajući veliku količinu energije u eksploziji i kolabirajući tako da nastane crna rupa.
Najviše proučavane vrste crnih rupa su crne rupe zvjezdane mase i supermasivne crne rupe. Zvjezdane crne rupe hladni su ostaci masivnih zvijezda (10 do 15 puta masivnijih od našeg sunca) koje su ušle u završnu fazu svog života. Ove crne rupe su razasute po našoj galaksiji i svemiru.
Mnoge zvijezde u svojim završnim stadijima na kraju postanu bijeli patuljci ili neutronske zvijezde. Međutim, te zvijezde mogu biti toliko nestabilne da proizvode eksplozije koje se nazivaju supernove. U ovoj fazi zvijezda nema dovoljno snage da izdrži gravitacijsku silu, pa se zvijezda počinje skupljati sve dok ne formira crnu rupu.
Ovo je binarni zvjezdani sustav koji se nalazi pored masivne zvijezde pored zvjezdane crne rupe, iz koje crpi energiju. Obje su dio binarnog zvjezdanog sustava, gdje prva zvijezda postaje crna rupa nakon što prođe masivnu eksploziju zvanu supernova. Drugi se apsorbira, njegov materijal tvori akrecijski disk i emitira radio valove ili X-zrake.
Supermasivne crne rupe prava su čudovišta koja postoje u središtima mnogih galaksija, uključujući našu vlastitu Mliječnu stazu. Imaju masu u milijunima ili milijardama Sunčevih masa i protežu se čak do Sunčevog sustava.
Supermasivne crne rupe igraju važnu ulogu u evoluciji galaksija. Uočeno je da većina (ali ne sve) galaksije imaju supermasivnu crnu rupu u središtu. Podrijetlo supermasivnih crnih rupa danas je istraživačko područje s velikim potencijalom. Ima još mnogo toga za otkriti.
Struktura i dijelovi supermasivne crne rupe
Crna rupa se sastoji od sljedećih struktura:
- singularnost: To je središnja točka crne rupe beskonačne gustoće, gdje prestaje materija, gdje zakoni fizike više nemaju smisla i gdje vrijeme i prostor prestaju.
- horizont događaja: To je točka bez povratka, singularnost oko crne rupe, i veličine je Schwarzschildovog radijusa. Brzina bijega ovdje je jednaka brzini svjetlosti, tako da materija (čestice i zračenje) koja prelazi granicu horizonta događaja neće moći pobjeći, čak ni svjetlost. Ovo je putovanje u jednom smjeru.
- akrecijski disk: formira se oko crne rupe dok hvata materiju iz obližnjeg objekta, kao što je zvijezda. Disk, napravljen od pregrijanog plina i prašnjave tvari, također se vrti velikom brzinom, proizvodeći zračenje poput X-zraka i radiovalova. Crna rupa će dobivati hranu iz ovog diska materije.
- Ergosfera: To je područje oko rotirajuće crne rupe, daleko od horizonta događaja. Ovdje su prostor i vrijeme usisani u vrtlog koji okružuje crnu rupu. Objekt može ući i izaći iz ergosfere (ako podržava plimne sile).
- relativistički mlazovi: velika su prostranstva vrlo vruće materije koja putuje brzinom bliskom brzini svjetlosti, prvenstveno X-zrake i radio valovi, koji stvaraju obližnje mlazove na polovima crne rupe dok se ona hrani materijalom objekta.
Nadam se da s ovim informacijama možete saznati više o tome što su masivne crne rupe i njihovim karakteristikama.