קריסה כבידה. כוכבי ניוטרון. חורים שחורים

הרבה דברים מדהימים קורים בחלל, בתוךכתוצאה מכך מופיעים כוכבים חדשים, ישנים נעלמים ונוצרים חורים שחורים. אחת התופעות המרהיבות והמסתוריות היא קריסת הכבידה, שמסיימת את התפתחות הכוכבים.

האבולוציה הכוכבית היא מעגל של שינויעובר כוכב בתקופת קיומו (מיליונים או מיליארדי שנים). כאשר המימן בו מסתיים והופך להליום, נוצר ליבת הליום, ואובייקט החלל עצמו מתחיל להפוך לענק אדום - כוכב מסוג ספקטרלי מאוחר, בעל בהירות גבוהה. המסה שלהם יכולה להיות פי 70 ממסת השמש. ענקי על מאוד בהירים נקראים ענקי ענק. בנוסף לבהירות הגבוהה שלהם, הם נבדלים על ידי תקופת קיום קצרה.

מהות הקריסה

תופעה זו נחשבת לנקודת הסיום של האבולוציה.כוכבים שמשקלם יותר משלוש מסות שמש (משקל השמש). ערך זה משמש באסטרונומיה ובפיזיקה לקביעת משקלם של גופים קוסמיים אחרים. קריסה מתרחשת כאשר כוחות הכבידה מאלצים גופים קוסמיים ענקיים עם מסה גדולה להתמוטט במהירות רבה.

לכוכבים שמשקלם יותר משלוש מסות שמש ישמספיק חומר לתגובות תרמו-גרעיניות ממושכות. כאשר החומר מסתיים, התגובה התרמו-גרעינית נעצרת, והכוכבים מפסיקים להיות יציבים מכנית. זה מוביל לעובדה שהם מתחילים לדחוס לכיוון המרכז במהירות קולית.

כוכבי נויטרונים

כשהכוכבים קורסים זה יוצר לחץ פנימי. אם הוא גדל מספיק חזק כדי לעצור את כיווץ הכבידה, אז מופיע כוכב נויטרונים.

לגוף קוסמי כזה יש פשוטמִבְנֶה. כוכב מורכב מליבה, המכוסה על ידי הקרום, וזה, בתורו, נוצר מאלקטרונים וגרעינים של אטומים. עוביו כקילומטר והוא דק יחסית בהשוואה לגופים אחרים המצויים בחלל.

משקלם של כוכבי נויטרונים שווה למשקל השמש.ההבדל ביניהם הוא שהרדיוס שלהם קטן - לא יותר מ -20 ק"מ. בתוכם גרעינים אטומיים מתקשרים זה עם זה וכך נוצרים חומר גרעיני. הלחץ מצידו הוא שמונע מכוכב הנויטרונים להתכווץ עוד יותר. לכוכב מסוג זה מהירות סיבוב גבוהה מאוד. הם מסוגלים לבצע מאות מהפכות בשנייה אחת. תהליך הלידה מתחיל מפיצוץ סופרנובה המתרחש במהלך קריסת הכבידה של כוכב.

סופרנובות

התפוצצות סופרנובה היא תופעהשינוי חד בהירות הכוכב. יתר על כן, הכוכב מתחיל לדעוך לאט ובהדרגה. כך מסתיים השלב האחרון של קריסת הכבידה. כל האסון מלווה בשחרור כמות גדולה של אנרגיה.

יש לציין שתושבי כדור הארץ יכולים לראותתופעה זו היא רק לאחר מעשה. האור מגיע לכוכב הלכת שלנו הרבה אחרי ההתפרצות. זה גרם לקשיים בקביעת אופי הסופרנובות.

מקרר כוכב נויטרונים

לאחר סיום דחיסת הכבידה, בכתוצאה מכך נוצר כוכב נויטרונים, הטמפרטורה שלו גבוהה מאוד (גבוהה בהרבה מטמפרטורת השמש). הכוכב מתקרר בגלל קירור ניטרינו.

בתוך כמה דקות הטמפרטורה שלהם יכולהלרדת 100 פעמים. במהלך מאה השנים הבאות - פי 10 יותר. לאחר שהאור של הכוכב פוחת, תהליך הקירור שלו מאט משמעותית.

מגבלת אופנהיימר-וולקוב

מצד אחד, מחוון זה מוצגאת המשקל המרבי האפשרי של כוכב נויטרונים שבו מפצה הכבידה על ידי גז הנויטרונים. זה מונע קריסת גרביטציה להסתיים עם הופעת חור שחור. מצד שני, מה שמכונה גבול אופנהיימר-וולקוב הוא בו זמנית סף נמוך יותר למשקל של חור שחור שנוצר במהלך התפתחות הכוכבים.

בגלל מספר אי דיוקים, קשה לקבוע את המדויקהערך של פרמטר זה. עם זאת, ההנחה היא שנמצאת בטווח של 2.5 עד 3 מסות שמש. כרגע, מדענים טוענים שכוכב הנויטרונים הכבד ביותר הוא J0348 + 0432. משקלו הוא יותר משתי מסות שמש. החור השחור הקל ביותר שוקל 5-10 מסות שמש. אסטרופיסיקאים טוענים כי נתונים אלה הם ניסיוניים ונוגעים רק לכוכבי נויטרונים וחורים שחורים הידועים כיום, ומציעים אפשרות לקיומם של כאלה מסיביים יותר.

חורים שחורים

החור השחור הוא אחד המדהימים ביותרתופעות המתרחשות בחלל. הוא מייצג אזור של מרחב-זמן בו משיכת הכבידה אינה מאפשרת לאובייקטים לברוח ממנו. גם גופים שיכולים לנוע במהירות האור (כולל קוונטיות האור עצמו) אינם מסוגלים לעזוב אותו. עד 1967 נקראו חורים שחורים "כוכבים קפואים", "קולסים" ו"כוכבים שהתמוטטו ".

לחור שחור יש ההפך. קוראים לזה חור לבן. כידוע, אי אפשר לצאת מחור שחור. באשר לבנים, אי אפשר לחדור אליהם.

מלבד קריסת הכבידה, הסיבההיווצרות חור שחור יכולה להיות קריסה במרכז גלקסיה או עין פרוטוגלקטית. יש גם תיאוריה לפיה חורים שחורים הופיעו כתוצאה מהמפץ הגדול, כמו הפלנטה שלנו. מדענים מכנים אותם ראשוניים.

יש חור שחור אחד בגלקסיה שלנו, אשר,לדברי אסטרופיזיקאים, הוא נוצר עקב קריסת כוח המשיכה של עצמים על-מסיביים. מדענים טוענים כי חורים אלה יוצרים גרעינים של גלקסיות רבות.

אסטרונומים של ארצות הברית של אמריקהמציע כי ניתן לזלזל משמעותית בגודל של חורים שחורים גדולים. ההנחות שלהם מבוססות על העובדה שכדי שהכוכבים יגיעו למהירותם הם עוברים דרך גלקסיית M87, הנמצאת 50 מיליון שנות אור מכוכב הלכת שלנו, מסת החור השחור במרכז גלקסיית M87 חייב להיות לפחות 6.5 מיליארד מסות שמש. נכון לעכשיו מקובל כי משקלו של החור השחור הגדול ביותר הוא 3 מיליארד מסות שמש, כלומר פחות מפי שניים.

סינתזה של חורים שחורים

קיימת תיאוריה לפיה חפצים אלה יכולים להופיע כתוצאה מתגובות גרעיניות. מדענים כינו אותם במתנות שחורות קוונטיות. הקוטר המינימלי שלהם הוא 10^-18 מ ', והמסה הקטנה ביותר היא 10^-5 שנה

לסינתזה של חורים שחורים מיקרוסקופיים היהנבנה קולדר הדרון הגדול. ההנחה הייתה כי בעזרתו ניתן יהיה לא רק לסנתז חור שחור, אלא גם לדמות את המפץ הגדול, שיאפשר ליצור מחדש את תהליך היווצרותם של עצמים רבים בחלל, כולל כדור הארץ. עם זאת, הניסוי נכשל מכיוון שלא הייתה מספיק אנרגיה כדי ליצור חורים שחורים.