В космоса се случват много невероятни неща,в резултат на което се появяват нови звезди, стари изчезват и се образуват черни дупки. Едно от великолепните и загадъчни явления е гравитационният колапс, който завършва еволюцията на звездите.
Звездната еволюция е цикъл на промянапрекосени от звезда по време на нейното съществуване (милиони или милиарди години). Когато водородът в него завършва и се превръща в хелий, се образува хелиево ядро, а самият космически обект започва да се превръща в червен гигант - звезда от късни спектрални класове, която има висока светимост. Тяхната маса може да бъде 70 пъти масата на Слънцето. Много ярки супергиганти се наричат хипергиганти. В допълнение към високата яркост, те се отличават с кратък период на съществуване.
Същността на колапса
Това явление се счита за крайна точка на еволюцията.звезди с тегло над три слънчеви маси (теглото на слънцето). Тази стойност се използва в астрономията и физиката за определяне на теглото на други космически тела. Колапс възниква, когато гравитационните сили карат огромни космически тела с голяма маса да се срутват много бързо.
Звездите с тегло над три слънчеви маси иматдостатъчно материал за продължителни термоядрени реакции. Когато веществото свърши, термоядрената реакция спира и звездите престават да бъдат механично стабилни. Това води до факта, че те започват да се компресират към центъра със свръхзвукова скорост.
Неутронни звезди
Когато звездите се сринат, това създава вътрешен натиск. Ако расте с достатъчно сила, за да спре гравитационното свиване, тогава се появява неутронна звезда.
Такова космическо тяло има простоструктура. Звездата се състои от ядро, което е покрито от кората, която от своя страна се формира от електрони и ядра на атомите. Дебелината му е около 1 км и е сравнително тънка в сравнение с други тела, открити в космоса.
Теглото на неутронните звезди е равно на теглото на слънцето. Разликата между тях е, че радиусът им е малък - не повече от 20 км. Вътре в тях атомните ядра взаимодействат помежду си, като по този начин образуват ядрена материя. Това е налягането от неговата страна, което пречи на неутронната звезда да се свие допълнително. Този тип звезда има много висока скорост на въртене. Те са в състояние да направят стотици обороти за една секунда. Процесът на раждане започва от експлозия на свръхнова, която се случва по време на гравитационния колапс на звезда.
Супернови
Експлозията на супернова е феноменрязка промяна в яркостта на звездата. Освен това звездата започва бавно и постепенно да избледнява. Така завършва последният етап от гравитационния колапс. Целият катаклизъм е придружен от отделянето на голямо количество енергия.
Трябва да се отбележи, че жителите на Земята могат да виждаттова явление е само постфактум. Светлината достига нашата планета дълго след избухването. Това е причинило трудности при определянето на естеството на свръхновите.
Охлаждане на неутронна звезда
След края на гравитационната компресия, вв резултат на което се е образувала неутронна звезда, нейната температура е много висока (много по-висока от температурата на Слънцето). Звездата се охлажда поради охлаждане на неутрино.
В рамките на няколко минути температурата им можеслез 100 пъти. През следващите сто години - 10 пъти повече. След като светимостта на звездата намалее, процесът на охлаждане се забавя значително.
Ограничение на Опенхаймер-Волков
От една страна, този индикатор се показвамаксималното възможно тегло на неутронна звезда, при което гравитацията се компенсира от неутронния газ. Това предотвратява завършването на гравитационния колапс с появата на черна дупка. От друга страна, така наречената граница на Опенхаймер-Волков е едновременно и по-нисък праг за теглото на черна дупка, която се е образувала по време на звездната еволюция.
Поради редица неточности е трудно да се определи точнатастойността на този параметър. Предполага се обаче, че е в диапазона от 2,5 до 3 слънчеви маси. В момента учените твърдят, че най-тежката неутронна звезда е J0348 + 0432. Теглото му е повече от две слънчеви маси. Най-леката черна дупка тежи 5-10 слънчеви маси. Астрофизиците твърдят, че тези данни са експериментални и се отнасят само до известните в момента неутронни звезди и черни дупки и предполагат възможността за съществуването на по-масивни.
Черни дупки
Черната дупка е една от най-удивителнитеявления, които се случват в космоса. Той представлява област от пространство-време, където гравитационното привличане не позволява на никакви обекти да излязат от него. Дори тела, които могат да се движат със скоростта на светлината (включително самите кванти на светлината) не са в състояние да я напуснат. До 1967 г. черните дупки са били наричани „замразени звезди“, „колапсари“ и „срутени звезди“.
Черната дупка има противоположност. Нарича се бяла дупка. Както знаете, невъзможно е да излезете от черна дупка. Що се отнася до белите, те не могат да бъдат проникнати.
Освен гравитационния колапс, причинатаОбразуването на черна дупка може да бъде колапс в центъра на галактика или протогалактическо око. Съществува и теория, че черните дупки са се появили в резултат на Големия взрив, подобно на нашата планета. Учените ги наричат първични.
В нашата галактика има една черна дупка, която,според астрофизиците тя се е образувала поради гравитационния колапс на свръхмасивни обекти. Учените твърдят, че тези дупки образуват ядрата на много галактики.
Астрономи на Съединените американски щатипредполагат, че размерът на големите черни дупки може да бъде значително подценен. Техните предположения се основават на факта, че за да достигнат звездите със скоростта, с която се движат през галактиката M87, разположена на 50 милиона светлинни години от нашата планета, масата на черната дупка в центъра на галактиката M87 трябва да бъде поне 6,5 милиарда слънчеви маси. В момента е общоприето, че теглото на най-голямата черна дупка е 3 милиарда слънчеви маси, тоест повече от два пъти по-малко.
Синтез на черни дупки
Има теория, че тези обекти могат да се появят в резултат на ядрени реакции. Учените са ги нарекли квантово черни подаръци. Минималният им диаметър е 10-18 m, а най-малката маса е 10-5 град
За синтеза на микроскопични черни дупки бешее построен Големият адронен колайдер. Предполагаше се, че с негова помощ ще бъде възможно не само да се синтезира черна дупка, но и да се симулира Големият взрив, което ще направи възможно пресъздаването на процеса на формиране на много космически обекти, включително планетата Земя. Експериментът обаче се провали, тъй като нямаше достатъчно енергия за създаване на черни дупки.
