Melnie caurumi ir vieni no noslēpumainākajiem objektiem Visumā, un visvairāk pētītās ir zvaigznes un supermasīvie melnie caurumi. Lai izveidotu zvaigznes veidu, zvaigznei vispirms pēkšņi jāmirst. No otras puses, mēs joprojām neesam pārliecināti par lielākajā daļā galaktiku sastopamo supermasīvo melno caurumu izcelsmi. Singularitātē, melnā cauruma centrā, apstājas laiks un telpa.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim, kas ir supermasīvie melnie caurumi, to izcelsme un īpašības.
Kas ir supermasīvie melnie caurumi
Melnais caurums ir ierobežots laika telpas apgabals, kurā gravitācijas lauks ir tik spēcīgs, ka nekas, ieskaitot gaismu, nevar izkļūt. Pašus melnos caurumus nevar novērot, bet lietu ap tiem var atklāt. To sauc par akrecijas disku. Tas veidojas no matērijas, kas tiek piesaistīta melnā cauruma centram.
Vispārējās īpašības
Šeit ir dažas zvaigžņu melno caurumu un supermasīvo melno caurumu iezīmes:
- Zvaigžņu melnie caurumi veidojas, kad zvaigznes mirst. Kas attiecas uz supermasīviem objektiem, to izcelsme nav labi zināma, taču tiek uzskatīts, ka tie ir cieši saistīti ar Piena Ceļa rašanos.
- Pateicoties spēcīgajai gravitācijas pievilkšanai, nekas nevar izkļūt, pat gaisma. Tomēr, ja atrodaties drošā attālumā, nekas nenotiks.
- Tie ir ļoti lieli, ar zvaigznēm, kas desmitiem reižu masīvākas par mūsējo.
- Tiem nav stingras vai cietas virsmas. Piemēram, notikumu horizonts nav vienība, par kuru var teikt, ka tā sākas šeit un beidzas tur, tā ir neredzama robeža, bet, kad atpakaļceļa vairs nav.
- Melnie caurumi aug, notverot tādas vielas kā gāzi un putekļus no tuvējām zvaigznēm, un pat saplūstot ar citiem melnajiem caurumiem.
- Pateicoties to izstarotajiem kvantu efektiem, To sauc par Hokinga starojumu.
- Neskatoties uz visu savu varenību, melnie caurumi ir vienkārši, un mēs zinām tikai to masu, leņķisko impulsu un lādiņu.
- Viņu centrā ir singularitāte, kur visa matērija beidzas. Telpas un laika beigas ir blīvi iesaiņots punkts.
- Tiek uzskatīts, ka katras galaktikas centrā ir melnais caurums. Tomēr joprojām ir vajadzīgi vairāk pētījumu.
- Kad divi melnie caurumi saplūst, tie rada telpas laika traucējumus, ko sauc par gravitācijas viļņiem. Tas pat varētu būt kaut kur starp melno caurumu un neitronu zvaigzni.
- Supermasīvie melnie caurumi var radīt milzīgas supermatērijas strūklas
- Siltums, piemēram, rentgena stari, gamma stari un radioviļņi, kas pārvietojas gandrīz ar gaismas ātrumu, tie stiepjas simtiem tūkstošu gaismas gadu attālumā no melnā cauruma poliem.
- Melnos caurumus skaidri nevar novērot, bet, tā kā tie absorbē vielu no tuvumā esošiem objektiem, piemēram, zvaigžņu putekļiem, zvaigznēm un galaktikām, tie kļūst redzami, kad ap tiem veidojas akrecijas diski.
Kā veidojas supermasīvi melnie caurumi
Lai iegūtu nelielu priekšstatu par to, kā veidojas melnie caurumi, mēs varam iedomāties, ka mēs stipri saspiežam objektu, lai palielinātu tā blīvumu, tomēr elektromagnētisko un kodolspēku ietekmē materiāls sāks pretoties.
Mums, lai to saspiestu tik mazā, ārkārtīgi blīvā tilpumā, lai izveidotu melno caurumu, būtu vajadzīgs milzīgs spēks vai sabrukums, piemēram, supernovai. Supernova rodas, kad nomirst masīva zvaigzne, sprādzienā izdalot lielu enerģijas daudzumu un sabrūkot, veidojot melno caurumu.
Visvairāk pētītie melno caurumu veidi ir zvaigžņu masas melnie caurumi un supermasīvie melnie caurumi. Zvaigžņu melnie caurumi ir aukstas paliekas no masīvām zvaigznēm (10 līdz 15 reizes masīvākas par mūsu sauli), kas ir nonākušas savas dzīves pēdējās stadijās. Šie melnie caurumi ir izkaisīti visā mūsu galaktikā un Visumā.
Daudzas zvaigznes savā pēdējā stadijā galu galā kļūst par baltajiem punduriem vai neitronu zvaigznēm. Tomēr šīs zvaigznes var būt tik nestabilas, ka tās rada sprādzienus, ko sauc par supernovām. Šajā posmā zvaigznei nav pietiekami daudz spēka, lai izturētu gravitācijas spēku, tāpēc zvaigzne sāk sarukt, līdz veidojas melnais caurums.
Šī ir bināro zvaigžņu sistēma, kas atrodas blakus masīvai zvaigznei blakus zvaigžņu melnajam caurumam, no kuras tā iegūst enerģiju. Abi ir daļa no bināro zvaigžņu sistēmas, kur Pirmā zvaigzne kļūst par melno caurumu pēc masīva sprādziena, ko sauc par supernovu. Otrais tiek absorbēts, tā materiāls veido akrecijas disku, un tas izstaro radioviļņus vai rentgenstarus.
Supermasīvie melnie caurumi ir īsti monstri, kas pastāv daudzu galaktiku, tostarp mūsu Piena ceļa, centrā. To masas ir miljonos vai miljardos saules masu, un tās sniedzas līdz Saules sistēmai.
Supermasīvajiem melnajiem caurumiem ir svarīga loma galaktiku evolūcijā. Ir novērots, ka vairumam (bet ne visu) galaktiku centrā ir supermasīvs melnais caurums. Supermasīvo melno caurumu izcelsme mūsdienās ir pētniecības joma ar lielu potenciālu. Joprojām ir daudz ko atklāt.
Supermasīva melnā cauruma struktūra un daļas
Melnais caurums sastāv no šādām struktūrām:
- Singularitāte: Tas ir bezgalīga blīvuma melnā cauruma centrālais punkts, kur matērija beidzas, kur fizikas likumiem vairs nav jēgas un kur beidzas laiks un telpa.
- notikumu horizonts: Tas ir neatgriešanās punkts, singularitāte ap melno caurumu, un tas ir Švarcšilda rādiusa lielums. Bēgšanas ātrums šeit ir vienāds ar gaismas ātrumu, tāpēc viela (daļiņas un starojums), kas šķērso notikumu horizonta robežu, nevarēs izbēgt, pat gaisma. Šis ir brauciens vienā virzienā.
- akrecijas disks: tas veidojas ap melno caurumu, uztverot vielu no tuvumā esoša objekta, piemēram, zvaigznes. Disks, kas izgatavots no pārkarsētas gāzes un putekļainām vielām, arī griežas lielā ātrumā, radot starojumu, piemēram, rentgena starus un radioviļņus. Melnais caurums saņems barību no šī matērijas diska.
- Ergosfēra: Tas ir reģions ap rotējošo melno caurumu, tālu no notikumu horizonta. Šeit telpa un laiks tiek iesūkti virpulī, kas ieskauj melno caurumu. Objekts var iekļūt ergosfērā un iziet no tās (ja tas atbalsta plūdmaiņu spēkus).
- relatīvistiskās strūklas: ir lieli ļoti karstas vielas plašumi, kas pārvietojas tuvu gaismas ātrumam, galvenokārt rentgenstariem un radioviļņiem, kas rada tuvumā esošās strūklas melnā cauruma polios, kad tas barojas ar objekta materiālu.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par to, kas ir masīvie melnie caurumi un to īpašības.