Черните дупки са сред най-мистериозните обекти във Вселената, а най-изследваните са звездите и свръхмасивни черни дупки. За да се образува тип звезда, звездата трябва първо да умре внезапно. От друга страна, все още не сме сигурни за произхода на свръхмасивните черни дупки, открити в повечето галактики. В сингулярността, центърът на черната дупка, е мястото, където времето и пространството спират.
В тази статия ще ви разкажем какво представляват свръхмасивните черни дупки, техния произход и характеристики.
Какво представляват свръхмасивните черни дупки
Черната дупка е ограничена област от пространство-време, където гравитационното поле е толкова силно, че нищо, включително светлината, не може да избяга. Самите черни дупки не могат да бъдат наблюдавани, но материята около тях може да бъде открита. Това се нарича акреционен диск. Образува се от материя, която е привлечена от центъра на черната дупка.
Общи характеристики
Ето някои характеристики на звездните черни дупки и свръхмасивните черни дупки:
- Звездни черни дупки се образуват, когато звездите умират. Що се отнася до свръхмасивните обекти, техният произход не е добре известен, но се смята, че те са тясно свързани с раждането на Млечния път.
- Поради силното си гравитационно привличане нищо не може да избяга, дори светлината. Ако обаче сте на безопасно разстояние, нищо няма да се случи.
- Те са много големи, със звезди десетки пъти по-масивни от нашите.
- Те нямат твърда или твърда повърхност. Например, хоризонтът на събитията не е образувание, за което може да се каже, че започва тук и свършва там, той е невидима граница, но веднъж няма връщане назад.
- Черните дупки растат чрез улавяне на материя като газ и прах от близките звезди и дори чрез сливане с други черни дупки.
- Поради квантовите ефекти, които излъчват, Нарича се радиация на Хокинг.
- Въпреки цялото си величие, черните дупки са прости и ние знаем само тяхната маса, ъглов импулс и заряд.
- Те имат сингулярност в техния център, където свършва цялата материя. Краят на пространството и времето е плътно подредена точка.
- Смята се, че всяка галактика има черна дупка в центъра си. Необходими са обаче още изследвания.
- Когато две черни дупки се слеят, те създават смущения в пространство-времето, наречени гравитационни вълни. Може дори да е нещо средно между черна дупка и неутронна звезда.
- Свръхмасивните черни дупки могат да произвеждат масивни струи суперматерия
- Топлина, като рентгенови лъчи, гама лъчи и радиовълни, които се движат със скоростта почти на светлината, те се простират на стотици хиляди светлинни години от полюсите на черната дупка.
- Черните дупки очевидно не могат да бъдат наблюдавани, но тъй като те абсорбират материя от близки обекти като звезден прах, звезди и галактики, те стават видими, тъй като около тях се образуват акреционни дискове.
Как се образуват свръхмасивните черни дупки
За да добием малко представа как се образуват черните дупки, можем да си представим, че силно компресираме обект, за да увеличим неговата плътност, но поради електромагнитни и ядрени сили, материалът ще започне да се съпротивлява.
За нас, за да го компресираме в такъв малък, изключително плътен обем, за да образуваме черна дупка, ще е необходима огромна сила или имплозия, като свръхнова. Свръхнова възниква, когато масивна звезда умира, освобождавайки голямо количество енергия при експлозия и колапсирайки, образувайки черна дупка.
Най-изследваните видове черни дупки са черни дупки със звездна маса и свръхмасивни черни дупки. Звездните черни дупки са студени останки от масивни звезди (10 до 15 пъти по-масивни от нашето слънце), които са навлезли в последните етапи от живота си. Тези черни дупки са разпръснати из нашата галактика и вселена.
Много звезди в последните си етапи в крайна сметка стават бели джуджета или неутронни звезди. Въпреки това, тези звезди могат да бъдат толкова нестабилни, че да произвеждат експлозии, наречени свръхнови. На този етап звездата няма достатъчно сила, за да издържи на гравитационното привличане, така че звездата започва да се свива, докато образува черна дупка.
Това е двойна звездна система, разположена до масивна звезда до звездна черна дупка, от която черпи енергия. И двете са част от двойна звездна система, където първата звезда се превръща в черна дупка, след като е претърпяла масивна експлозия, наречена свръхнова. Вторият се абсорбира, материалът му образува акреционен диск и излъчва радиовълни или рентгенови лъчи.
Свръхмасивните черни дупки са истински чудовища, които съществуват в центъра на много галактики, включително нашия собствен Млечен път. Те имат маси в милиони или милиарди слънчеви маси и се простират до слънчева система.
Свръхмасивните черни дупки играят важна роля в еволюцията на галактиките. Наблюдавано е, че повечето (но не всички) галактики имат свръхмасивна черна дупка в центъра си. Произходът на свръхмасивните черни дупки днес е изследователска област с голям потенциал. Има още много за откриване.
Структура и части от свръхмасивна черна дупка
Черната дупка се състои от следните структури:
- Единствено: Това е централната точка на черна дупка с безкрайна плътност, където материята свършва, където законите на физиката вече нямат смисъл и където времето и пространството спират.
- хоризонт на събитията: Това е точката без връщане, сингулярността около черната дупка и е с размерите на радиуса на Шварцшилд. Скоростта на бягство тук е равна на скоростта на светлината, така че материята (частици и радиация), пресичаща границата на хоризонта на събитията, няма да може да избяга, дори светлината. Това е еднопосочно пътуване.
- акреционен диск: образува се около черна дупка, докато улавя материя от близък обект, като например звезда. Дискът, направен от прегрят газ и прахообразна материя, също се върти с високи скорости, произвеждайки радиация като рентгенови лъчи и радиовълни. Черната дупка ще получава храната си от този диск от материя.
- Ергосфера: Това е регионът около въртящата се черна дупка, далеч от хоризонта на събитията. Тук пространството и времето са засмукани във вихъра, който заобикаля черната дупка. Един обект може да влезе и да напусне ергосферата (ако поддържа приливни сили).
- релативистични струи: са големи пространства от много гореща материя, движеща се със скорост, близка до скоростта на светлината, предимно рентгенови лъчи и радиовълни, които създават близки струи в полюсите на черна дупка, докато тя се храни с материала на обекта.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за това какво представляват масивните черни дупки и техните характеристики.