Sok csodálatos dolog történik az űrben, aminek következtében új csillagok jelennek meg, a régiek eltűnnek és fekete lyukak keletkeznek. Az egyik csodálatos és titokzatos jelenség a gravitációs összeomlás, amely véget vet a csillagok evolúciójának.
A csillagfejlődés olyan változások köre, amelyeken egy csillag a létezése során (évmilliók vagy milliárdok) keresztül megy. Amikor a benne lévő hidrogén véget ér és héliummá alakul, egy hélium mag képződik, és maga az űrobjektum vörös óriássá válik - a késői spektrális osztályok csillagává, amely nagy fényerővel rendelkezik. Tömegük a Nap tömegének 70-szerese lehet. A nagyon fényes szuperóriásokat hiperóriásoknak nevezik. A nagy fényerő mellett a rövid élettartamuk is megkülönbözteti őket.
Az összeomlás lényege
Ezt a jelenséget a három naptömegnél (a Nap tömegénél) nagyobb tömegű csillagok fejlődésének végpontjának tekintik. Ezt az értéket használják a csillagászatban és a fizikában más űrtestek súlyának meghatározására. Az összeomlás akkor következik be, amikor a gravitációs erők hatására hatalmas, nagy tömegű kozmikus testek nagyon gyorsan összeomlanak.
Háromnál több naptömegű csillagok vannakelegendő anyag a hosszú távú termonukleáris reakciókhoz. Amikor az anyag véget ér, a termonukleáris reakció is leáll, és a csillagok megszűnnek mechanikailag stabilak lenni. Ez oda vezet, hogy szuperszonikus sebességgel kezdenek zsugorodni a központ felé.
Neutroncsillagok
Amikor a csillagok összehúzódnak, az belső nyomást okoz. Ha elég erős lesz ahhoz, hogy megállítsa a gravitációs összehúzódást, akkor megjelenik egy neutroncsillag.
Egy ilyen kozmikus testnek egyszerű a szerkezete. A csillag egy magból áll, amelyet kéreg borít, és ez viszont elektronokból és atommagokból áll. Körülbelül 1 km vastag, az űrben talált többi testhez képest viszonylag vékony.
A neutroncsillagok tömege megegyezik a Nap tömegével. A különbség köztük az, hogy a sugaruk kicsi - nem több, mint 20 km. Bennük az atommagok kölcsönhatásba lépnek egymással, így nukleáris anyagot képeznek. Az oldaláról érkező nyomás nem teszi lehetővé a neutroncsillag további zsugorodását. Ennek a csillagtípusnak nagyon nagy a forgási sebessége. Egy másodperc alatt több száz fordulatot képesek megtenni. A születési folyamat egy szupernóva-robbanásból indul ki, amely egy csillag gravitációs összeomlása során következik be.
Szupernóvák
A szupernóva-robbanás egy csillag fényességének éles változásának jelensége. Aztán a csillag lassan és fokozatosan elhalványul. Ezzel véget ér a gravitáció utolsó szakaszaösszeomlás. Az egész kataklizmát nagy mennyiségű energia felszabadulása kíséri.
Megjegyzendő, hogy a Föld lakói ezt a jelenséget csak utólag láthatják. A fény jóval a járvány kitörése után éri el bolygónkat. Ez nehézségeket okozott a szupernóvák természetének meghatározásában.
Neutroncsillag hűtés
A neutroncsillagot létrehozó gravitációs összehúzódás vége után a hőmérséklete nagyon magas (sokkal magasabb, mint a Nap hőmérséklete). A csillag a neutrínó hűtése miatt hűl.
Pár percen belül a hőmérsékletük 100-szorosára csökkenhet. A következő száz évben - további 10 alkalommal. Miután a csillag fényereje csökken, a lehűlési folyamata jelentősen lelassul.
Oppenheimer-Volkov limit
Egyrészt ez a mutató a neutroncsillag lehetséges legnagyobb tömegét mutatja, amelynél a gravitációt neutrongáz kompenzálja. Ez megakadályozza, hogy a gravitációs összeomlás fekete lyukban végződjön. Másrészt az úgynevezett Oppenheimer-Volkov határérték egyben a csillagfejlődés során keletkezett fekete lyuk tömegének alsó határa is.
Számos pontatlanság miatt nehéz meghatározni ennek a paraméternek a pontos értékét. Feltételezik azonban, hogy 2,5-3 naptömeg tartományba esik. Jelenleg a tudósok azt állítják, hogy a legnehezebb neutroncsillaga J0348+0432. Súlya több mint két naptömeg. A legkönnyebb fekete lyuk tömege 5-10 naptömeg. Az asztrofizikusok azt állítják, hogy ezek az adatok kísérleti jellegűek, és csak a jelenleg ismert neutroncsillagokra és fekete lyukakra vonatkoznak, és felvetik a nagyobb tömegű csillagok létezésének lehetőségét.
Fekete lyukak
A fekete lyuk az egyik legcsodálatosabb jelenség, amely az űrben fellelhető. Ez a téridő egy olyan tartománya, ahol a gravitációs vonzás nem engedi, hogy semmilyen tárgy kiszabaduljon belőle. Még azok a testek sem képesek elhagyni azt, amelyek fénysebességgel tudnak mozogni (beleértve magát a fény kvantumát is). 1967-ig a fekete lyukakat „fagyott csillagoknak”, „összeomlóknak” és „összeomlott csillagoknak” nevezték.
A fekete lyuknak van ellentéte. Fehér lyuknak hívják. Mint tudják, a fekete lyukból lehetetlen kijutni. Ami a fehéreket illeti, azokon nem lehet áthatolni.
A gravitációs összeomlás mellett a galaxis középpontjában vagy a protogalaktikus szem összeomlása is oka lehet a fekete lyuk kialakulásának. Van egy olyan elmélet is, amely szerint a fekete lyukak az ősrobbanás következtében jelentek meg, akárcsak bolygónk. A tudósok elsődlegesnek nevezik őket.
Galaxisunkban van egy fekete lyuk, amely az asztrofizikusok szerint szupermasszív objektumok gravitációs összeomlása következtében jött létre. A tudósok azt állítják, hogy az ilyen lyukak számos galaxis magját alkotják.
Az Egyesült Államok csillagászai azt sugallják, hogy a nagy fekete lyukak mérete jelentősen alábecsülhető. Feltételezéseik azon alapulnak, hogy ahhoz, hogy a csillagok elérjék azt a sebességet, amellyel a bolygónktól 50 millió fényévnyire található M87 galaxison áthaladnak, az M87 galaxis közepén lévő fekete lyuk tömegének meg kell felelnie. legalább 6,5 milliárd naptömeg. Jelenleg általánosan elfogadott, hogy a legnagyobb fekete lyuk tömege 3 milliárd naptömeg, vagyis több mint fele annyi.
Fekete lyuk szintézis
Van egy elmélet, amely szerint ezek az objektumok nukleáris reakciók eredményeként jelenhetnek meg. A tudósok a kvantumfekete ajándékok nevet adták nekik. Minimális átmérőjük 10-18 m, legkisebb tömegük 10-5 g.
A Large Hadron Collider mikroszkopikus fekete lyukak szintetizálására készült. Feltételezték, hogy segítségével nemcsak fekete lyukat lehet szintetizálni, hanem az ősrobbanást is szimulálni, ami lehetővé tenné számos űrobjektum, köztük a Föld bolygó kialakulásának folyamatát. A kísérlet azonban meghiúsult, mert nem volt elég energia fekete lyukak létrehozásához.
