W kosmosie dzieje się wiele niesamowitych rzeczyw wyniku czego pojawiają się nowe gwiazdy, znikają stare i powstają czarne dziury. Jednym ze wspaniałych i tajemniczych zjawisk jest zapadanie się grawitacyjne, które kończy ewolucję gwiazd.
Gwiezdna ewolucja to cykl zmianprzemierzane przez gwiazdę w okresie jej istnienia (milionów lub miliardów lat). Kiedy wodór w nim się kończy i zamienia w hel, powstaje rdzeń helowy, a sam obiekt kosmiczny zaczyna się zmieniać w czerwonego olbrzyma - gwiazdę późnych typów widmowych, która ma wysoką jasność. Ich masa może być 70 razy większa od masy Słońca. Bardzo jasne nadolbrzymy nazywane są hiperolbrzymami. Oprócz wysokiej jasności wyróżniają się krótkim okresem istnienia.
Istota upadku
Zjawisko to uważane jest za końcowy punkt ewolucji.gwiazdy ważące więcej niż trzy masy Słońca (ciężar Słońca). Wartość ta jest używana w astronomii i fizyce do określania masy innych ciał kosmicznych. Zapadanie się występuje, gdy siły grawitacyjne zmuszają ogromne kosmiczne ciała o dużej masie do bardzo szybkiego zapadania się.
Gwiazdy ważące więcej niż trzy masy Słońca mająwystarczająco dużo materiału na długotrwałe reakcje termojądrowe. Kiedy substancja się kończy, reakcja termojądrowa ustaje, a gwiazdy przestają być stabilne mechanicznie. Prowadzi to do tego, że zaczynają kompresować się w kierunku środka z prędkością ponaddźwiękową.
Gwiazdy neutronowe
Kiedy gwiazdy zapadają się, wytwarza ciśnienie wewnętrzne. Jeśli urośnie na tyle silnie, aby zatrzymać skurcz grawitacyjny, pojawi się gwiazda neutronowa.
Takie kosmiczne ciało ma prosteStruktura. Gwiazda składa się z rdzenia pokrytego skorupą, a to z kolei składa się z elektronów i jąder atomów. Jego grubość wynosi około 1 km i jest stosunkowo cienka w porównaniu z innymi ciałami znalezionymi w kosmosie.
Waga gwiazd neutronowych jest równa masie Słońca.Różnica między nimi polega na tym, że ich promień jest niewielki - nie więcej niż 20 km. W ich wnętrzu jądra atomowe oddziałują ze sobą, tworząc w ten sposób materię jądrową. To ciśnienie z boku zapobiega dalszemu kurczeniu się gwiazdy neutronowej. Ten typ gwiazdy ma bardzo dużą prędkość obrotową. Są w stanie wykonać setki obrotów w ciągu jednej sekundy. Proces narodzin zaczyna się od eksplozji supernowej, która ma miejsce podczas grawitacyjnego zapadania się gwiazdy.
Supernowe
Eksplozja supernowej to zjawiskoostra zmiana jasności gwiazdy. Ponadto gwiazda zaczyna powoli i stopniowo zanikać. Tak kończy się ostatni etap zapaści grawitacyjnej. Całemu kataklizmowi towarzyszy uwolnienie dużej ilości energii.
Należy zauważyć, że mieszkańcy Ziemi mogą widziećzjawisko to jest tylko ex post facto. Światło dociera do naszej planety długo po wybuchu. Spowodowało to trudności w określeniu natury supernowych.
Chłodzenie gwiazdy neutronowej
Po zakończeniu kompresji grawitacyjnej ww wyniku czego powstała gwiazda neutronowa ma bardzo wysoką temperaturę (znacznie wyższą niż temperatura Słońca). Gwiazda ochładza się z powodu chłodzenia neutrin.
W ciągu kilku minut może dojść do ich temperaturyzejdź 100 razy. W ciągu następnych stu lat - 10 razy więcej. Po obniżeniu się jasności gwiazdy proces jej stygnięcia znacznie zwalnia.
Limit Oppenheimera-Wołkowa
Z jednej strony wyświetla się ten wskaźnikmaksymalna możliwa waga gwiazdy neutronowej, przy której grawitacja jest kompensowana przez gaz neutronowy. Zapobiega to zakończeniu zapadania się grawitacji wraz z pojawieniem się czarnej dziury. Z drugiej strony tak zwana granica Oppenheimera-Wołkowa jest jednocześnie dolnym progiem masy czarnej dziury, która powstała podczas ewolucji gwiazd.
Ze względu na szereg nieścisłości trudno jest dokładnie określićwartość tego parametru. Jednak przyjmuje się, że mieści się w zakresie od 2,5 do 3 mas Słońca. W tej chwili naukowcy twierdzą, że najcięższą gwiazdą neutronową jest J0348 + 0432. Jego waga to więcej niż dwie masy Słońca. Najlżejsza czarna dziura waży 5-10 mas Słońca. Astrofizycy twierdzą, że dane te są eksperymentalne i dotyczą tylko obecnie znanych gwiazd neutronowych i czarnych dziur oraz sugerują możliwość istnienia bardziej masywnych.
Czarne dziury
Czarna dziura jest jedną z najbardziej niesamowitychzjawiska zachodzące w kosmosie. Reprezentuje obszar czasoprzestrzeni, w którym przyciąganie grawitacyjne nie pozwala żadnemu obiektowi na ucieczkę z niego. Nawet ciała, które mogą poruszać się z prędkością światła (w tym same kwanty światła), nie są w stanie go opuścić. Do 1967 roku czarne dziury nazywano „zamrożonymi gwiazdami”, „kolapsarami” i „zapadniętymi gwiazdami”.
Czarna dziura ma przeciwieństwo. Nazywa się białą dziurą. Jak wiecie, wydostanie się z czarnej dziury jest niemożliwe. Jeśli chodzi o białych, nie można ich penetrować.
Oprócz upadku grawitacyjnego, przyczynaPowstanie czarnej dziury może być zapadnięciem się w centrum galaktyki lub protogalaktycznym okiem. Istnieje również teoria, że czarne dziury pojawiły się w wyniku Wielkiego Wybuchu, podobnie jak nasza planeta. Naukowcy nazywają je podstawowymi.
W naszej Galaktyce jest jedna czarna dziura, którawedług astrofizyków powstała w wyniku grawitacyjnego zapadania się obiektów supermasywnych. Naukowcy twierdzą, że takie dziury tworzą jądra wielu galaktyk.
Astronomowie ze Stanów Zjednoczonych Amerykisugerują, że wielkość dużych czarnych dziur może być znacznie zaniżona. Ich założenia opierają się na fakcie, że aby gwiazdy osiągnęły prędkość, z jaką poruszają się przez galaktykę M87, znajdującą się 50 milionów lat świetlnych od naszej planety, masa czarnej dziury w centrum galaktyki M87 musi wynosić co najmniej 6,5 miliarda mas Słońca. W tej chwili ogólnie przyjmuje się, że waga największej czarnej dziury wynosi 3 miliardy mas Słońca, czyli ponad dwa razy mniej.
Synteza czarnych dziur
Istnieje teoria, że obiekty te mogą pojawić się w wyniku reakcji jądrowych. Naukowcy nazwali je czarnymi darami kwantowymi. Ich minimalna średnica to 10-18 m, a najmniejsza masa to 10-5 sol.
Do syntezy mikroskopijnych czarnych dziur służyłzbudowano Wielki Zderzacz Hadronów. Założono, że z jego pomocą uda się nie tylko zsyntetyzować czarną dziurę, ale także zasymulować Wielki Wybuch, co umożliwi odtworzenie procesu powstawania wielu obiektów kosmicznych, w tym planety Ziemia. Jednak eksperyment się nie powiódł, ponieważ nie było wystarczającej ilości energii, aby stworzyć czarne dziury.
