Musta aukko

Musta aukko

Musta aukko, kosminen runko erittäin voimakkaalla painovoimalla, josta ei mitään, tasainen valo, ei voi paeta. Musta aukko voi muodostua massiivisen tähden kuoleman seurauksena. Kun tällaiselle tähdelle loppuu sisäinen fuusiopolttoaine ytimestään elämänsä lopussa, ydin muuttuu epävakaaksi ja painovoimaisesti romahtaa sisäänpäin, ja tähden ulkokerrokset puhalletaan pois. Kaikilta puolilta putoavan komponenttimurskaan massa puristaa kuolevan tähden nollatilavuuteen ja äärettömään tiheyteen, jota kutsutaan singulariteetiksi..

Yksityiskohdat mustan aukon rakenteesta on laskenut Albert Einstein julkaisussa "Yleinen suhteellisuusteoria. Singulariteetti on mustan aukon keskellä ja piilossa kohteen pinnassa. Tapahtumahorisontissa pakenemisnopeus (ts.. nopeus, joka tarvitaan aineen poistumiseen avaruusobjektin painovoimakentästä) ylittää valon nopeuden, jotta edes valonsäteet eivät pääse pakenemaan avaruuteen. Tapahtumahorisontin sädettä kutsutaan Schwarzschild-säteeksi, saksalaisen tähtitieteilijän Karl Schwarzschildin jälkeen, joka 1916 vuosi ennusti romahtaneiden tähtirunkojen olemassaolon, jotka eivät lähetä säteilyä. Schwarzschild-säteen koko on verrannollinen romahtavan tähden massaan. Mustaa aukkoa varten, jonka massa on 10 kertaa suurempi kuin auringon massa, säde olisi 30 km (18,6 tuhat).

Vain massiivisimmat tähdet – ne, joilla on enemmän kuin kolme aurinkomassaa – heistä tulee mustia aukkoja elämänsä lopussa. Vähemmän massatähtiä kehittyy vähemmän puristetuiksi kappaleiksi, valkoiset kääpiöt tai neutronitähdet.

Mustat aukot eivät yleensä ole suoraan havaittavissa niiden pienen koon vuoksi, kuten tämä, että ne eivät lähetä valoa. Ne voidaan kuitenkin "havaita" niiden valtavien painovoimakenttien vaikutuksesta läheiseen aineeseen. Esimerkiksi, jos musta aukko on binäärisen tähtijärjestelmän jäsen , seuralaiselta siihen virtaava aine kuumenee voimakkaasti, ja sitten säteilee runsaasti röntgensäteitä, ennen kuin se tulee mustan aukon tapahtumahorisonttiin ja katoaa ikuisesti. Yksi Cygnus X-1 -kaksoisröntgenkuvauksen tähdistä on musta aukko. Ulkona sisään 1971 vuosi Cygnus-tähdistöön, tämä binääri koostuu sinisestä supergigantista ja näkymättömästä massakumppanista 14,8 kertaa auringon massa, jotka pyörivät toistensa ympäri ajanjaksolla 5,6 päivä.

Jotkut mustat aukot ovat ilmeisesti ei-tähtien alkuperää. Eri tähtitieteilijät spekuloivat, että suuria määriä tähtienvälistä kaasua kerääntyy ja romahtaa erittäin massiivisia mustia aukkoja kvasaarien ja galaksien keskuksiin. On arvioitu, että mustaan ​​aukkoon nopeasti putoava kaasumassa erittyy yli 100 kertaa enemmän energiaa, kuin sama massa vapauttaa ydinfuusion avulla. Siksi, jos miljoonat tai miljardit aurinkomassaa tähtienvälisestä kaasusta romahtaa suureksi mustaksi aukoksi painovoiman vaikutuksesta, se olisi vastuussa kvasaarien ja joidenkin galaktisten järjestelmien valtavasta energiantuotannosta..

Yksi tällainen supermassiivinen musta aukko, Jousimies A * , sijaitsee Linnunradan keskustassa. Jousimies A: n kiertävien tähtien havaintoja * osoittavat mustan aukon, jonka massa vastaa yli 4 000 000 Aurinko. (Näistä havainnoista amerikkalainen tähtitieteilijä Andrea Ghez ja saksalainen tähtitieteilijä Reinhard Genzel voittivat Nobelin fysiikan palkinnon 2020 Vuoden) Supermassiivisia mustia aukkoja on havaittu myös muissa galakseissa. Tuumaa 2017 Vuoden aikana Event Horizon -teleskooppi hankki kuvan supermassiivisesta mustasta aukosta Galaxy M87: n keskellä . Tämän mustan aukon massa on kuusi ja puoli miljardia aurinkoa, mutta vain on 38 miljardi km (24 miljardia mil) halkaisija. Se oli ensimmäinen musta aukko, joka on kuvattu suoraan. Vielä suurempien mustien aukkojen olemassaolosta, joista jokaisella on sama massa 10 miljardeja aurinkoja, voidaan päätellä erittäin suurilla nopeuksilla pyörivän kaasun energiavaikutuksista NGC: n keskustan ympärillä 3842 NGC 4889, galaksit lähellä Linnunradaa.

Brittiläinen astrofyysikko Stephen Hawking ehdotti erityyppisen ei-tähdellisen mustan aukon olemassaoloa. Hawkingin teorian mukaan, paljon pieniä alkuperäisiä mustia aukkoja, mahdollisesti pienempi tai yhtä suuri kuin asteroidi, olisi voinut syntyä Suuren räjähdyksen aikana, erittäin korkeiden lämpötilojen ja tiheyksien tila, jossa maailmankaikkeus syntyi 13,8 miljardi vuotta sitten. Nämä ns. pienet mustat aukot, samoin kuin massiivisempi lajike, ne menettävät ajan mittaan Hawkingin säteilyn vaikutuksesta ja katoavat. Jos tietyt universumin teoriat, jotka vaativat lisämitat, Ne ovat oikeita, Suuri Hadron Collider voi tuottaa huomattavan määrän mini-mustia aukkoja.