Какво представляват черните дупки?

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on email

 

Черните дупки са обекти в космоса, които са толкова плътни, че създават силно гравитационно поле. Преминавайки определена точка, дори светлината не може да избяга от силната им гравитация, и ако нещо се приближи до тази точка, без значение дали е звезда, планета или космически кораб, то ще бъде разтегнато и компресирано, като този процес е известен с термина „спагетификация“. 

Съществуват четири вида черни дупки – звездни, свръхмасивни, средни и малки, като най-познатият начин, по който се образува една черна дупка, е при колапса на звезда. Когато звездите достигнат края на своя жизнен цикъл, повечето се свиват, губейки масата си, а след това се охлаждат, образувайки така наречените „бели джуджета“. Но съдбата на най-големите от тези обекти – с размери поне от 10 до 20 пъти по-масивни от нашето слънце, е или да се превърнат в много плътни неутронни звезди, или в звездни черни дупки. 

В своите финални етапи на развитие, големите звезди експлодират, превръщайки се в „супернова“. Такава експлозия разпръсква материя от звездата из космоса, но нейното ядро остава цяло. Докато тя е била жива, ядреният синтез е създавал постоянен външен тласък, който е помагал за балансирането на вътрешното привличане на гравитацията от собствената маса на звездата. В звездните останки от суперновата обаче вече не съществува сила, която да се противопостави на тази на гравитацията, което води до колапса на ядрото в своята собствена маса. 


РЕКЛАМА:

***

Ако масата му се свие в невероятно малка точка, започва процеса на раждането на черна дупка. Така се образува и силното гравитационно привличане, след като маса, няколко пъти по-голяма от тази на Слънцето, бива свита в толкова малка точка. Днес хиляди от звездните черни дупки могат да се крият в нашата галактика, без дори да подозираме за тяхното съществуване. 

 

Не всички черни дупки са еднакви

Споменато още в Теорията на относителността на Айнщайн е, че свръхмасивните черни дупки могат да имат маса, равна на тази на милиарди слънца. Определено е, че тези космически обекти се крият най-често в центъра на галактиката, като в този на Млечният път се намира известната свръхмасивна черна дупка – Стрелец А (Sagittarius A), която има маса, повече от 4 милиона пъти по-голяма от тази на нашето слънце. 

Съществуването на най-малките видове черни дупки е все още само теоретично, като тяхното възникване може да е започнало малко след Големия взрив, някои още преди 13.7 милиарда години, и след това да са изчезнали бързо. Астрономите подозират също така за съществуването на група обекти, наречени „черни дупки със средна маса“, но по тази тема все още няма достатъчно доказателства.

Без значение от началния си размер, черните дупки могат да станат по-големи, като поемат газ и прах от обекти, които се приближат до тях. Това е така, защото всичко, което премине така наречения „хоризонт на събитията“, вече не може да се освободи от силната притегляща гравитационна сила, след което следва процеса на спагетификация, случващ се поради увеличаването на силата, след попадането на обект в пространството на черната дупка. Този процес е описан от астрофизика Нийл Деграс Тайсън така: „Докато си разтеглен от силата на привличане на гравитацията, биваш свит от пространството по такъв начин, както паста за зъби в тубичка.“

Това обаче поражда неправилното описание на черните дупки в медиите като „прахосмукачки в космоса“. Този термин не е използван с точност, тъй като обектите, които стават жертва на спагетификацията, трябва да са се намирали на наистина много малко разстояние от черната дупка. Примерно, ако нашето слънце бъде заменено от такава със същата маса, това няма да навреди на планетите, обикалящи около него в пространствен аспект, единствено температурите ще бъдат много по-ниски, както и потокът на светлина. 

 

Да надникнем през мрака

Понеже черните дупки поглъщат всеки приток на светлина, който попадне в тях, астрономите се затрудняват да ги забележат в космоса, така както виждат другите обекти в небето. Все пак обаче, има няколко начина, по които може да стане ясно за присъствието на една черна дупка в пространството. 

Първият признак се дължи на това, че силната им гравитация поглъща всички заобикалящи ги обекти, намиращи се близо до тях. Спрямо това, учените наблюдават тези хаотични движения, за да се уверят, че наблизо има нещо, което прилага тази сила. Другият вариант е, когато обекти се намират в орбита около черната дупка, без да бъдат погълнати, което подсказва на астрономите за съществуване ѝ в близост до тях, тъй като не се вижда този обект, около когото останалите кръжат. По този начин те определят Стрелец А като черна дупка през ранните години на 2000-та. 

Освен тези признаци, съществува и фактът, че при поглъщането на газ и прах от околните звезди, гравитационните и магнитни сили на черните дупки загряват погълнатите вещества до такава степен, че те започват да излъчват радиация. Част от тази светеща материя се превръща в област, въртяща се около дупката, наречена „акреционен диск“. Всъщност обаче не винаги поглъщането на материя води до някакъв резултат, а в други случаи самите черни дупки могат да изхвърлят падащ звезден прах обратно в пространството под формата на мощни изригвания, придружени с радиация. 

Превод: Ивелина Николова
Източник: National Geographic | Science