huomautus

Artikkeli tutkii kysymystä siitä, miltä planeetan absorptioprosessi pieneen mustaan ​​aukkoon voi näyttää ulkopuolisen tarkkailijan silmissä. Reikä voi muodostua sivilisaation fyysisten kokeiden seurauksena tai se voi tulla planeetalle ulkoavaruudesta. Otettuaan aseman planeetan keskellä, reikä imee sen vähitellen. Lisääntynyttä energian vapautumista helpottaa planeetan magneettikenttä, joka keskittyy yhä enemmän reiän lähelle johtuen ilmiöstä, jossa kenttäviivat "jäätyvät" johtavaan aineeseen ja magneettivuon säilymislain mukaisesti. Suurin energian vapautuminen tapahtuu planeetan absorption loppuvaiheessa, jolloin dipolimagneettikenttä, jossa on induktio kertaluvun navoissa, muodostuu säteittäisen aukon lähelle. Tämän suuruinen kenttä hallitsee täysin johtavan aineen liikettä, ja sen sisäänvirtaus reikään tapahtuu pääasiassa napojen alueella, voimakenttälinjoja pitkin. Osa magneettikenttäviivoista napojen alueella lähellä tapahtumahorisonttia muodostaa mutkan melkein alle. Tämän seurauksena aine, joka putoaa lähellä valonnopeutta, muuttaa äkillisesti liikesuuntaansa ja kokee suuren kiihtyvyyden, joka on verrattavissa kiihtyvyyteen, joka tapahtuisi osuessaan kiinteään pintaan. Tämä edistää kineettisen energian muuntamista lämpöenergiaksi. Tämän seurauksena jokaiseen reiän magneettiseen napaan, hieman tapahtumahorisontin yläpuolelle, muodostuu kuuma piste, jonka lämpötila on noin . Tässä lämpötilassa tapahtuu voimakasta neutriinosäteilyä energialla, jonka keskimääräinen vapaa reitti ympäröivässä neutroninesteessä, jonka tiheys on noin . Nämä neutriinot lämmittävät neutroninestettä kuumien pisteiden lähellä, mukaan lukien magneettiputkien ulkopuolella olevat, joiden säde on reiän napoissa. Lopulta vapautunut lämpöenergia nousee planeetan pinnalle kuuman aineen virtausten kautta, jotka muodostuvat Arkhimedes-voiman vaikutuksesta. Planeetan välittömässä läheisyydessä kuumasta plasmasta säteilee energiaa röntgensäteiden muodossa. Syntyvä planeetta ympäröivä kaasupilvi ei läpäise röntgensäteitä ja energia menee avaruuteen pilven pinnalta (fotosfääri) valosäteilyn muodossa. Työssä tehdyt laskelmat osoittivat, että supernovien valon emission havaitut kokonaisenergiat vastaavat planeettojen massoja 0,6 - 6 Maan massaa. Tässä tapauksessa "planetaarisen" supernovan laskennallinen säteilyteho maksimikirkkauden aikana on 10 36 − 10 37 W ja aika maksimikirkkauden saavuttamiseen on noin 20 päivää. Saadut tulokset vastaavat todella havaittuja supernovien ominaisuuksia.

Avainsanat: musta aukko, supernova, kosminen neutriinovuo, gammapurkaukset, planeetan magneettikenttä, neutronineste, tähtien räjähdys, neutronitähti, valkoinen kääpiö, rautameteoriitit, kondrellien muodostuminen, panspermiateoria, biosfäärien evoluutio.

Supernova-ilmiö muodostuu siitä, että galaksiin ilmaantuu yhtäkkiä lähes pistemäinen valonlähde, jonka kirkkaus maksimikirkkauden saavuttaessa voi ylittää , ja hehkuaikana vapautuvan valosäteilyn kokonaisenergia on . Joskus supernovan luminositeetti osoittautuu verrattavissa koko galaksin, jossa se havaitaan, kokonaisluminositeettiin. Supernova, joka räjähti galaksissamme Härän tähdistössä vuonna 1054 ja jonka kiinalaiset ja japanilaiset tähtitieteilijät havaitsivat, oli näkyvissä jopa päiväsaikaan.

Supernovat jaetaan joidenkin ominaisuuksiensa mukaan ensimmäisenä likiarvona kahteen tyyppiin. Tyypin I supernovat muodostavat valokäyrän muodoltaan melko homogeenisen esineryhmän. Ominaisuuskäyrä on esitetty kuvassa 1. Tyypin II supernovien valokäyrät ovat hieman vaihtelevia. Niiden huiput ovat keskimäärin hieman kapeampia ja käyrän lasku loppuvaiheessa voi olla jyrkempää. Tyypin II supernovat löytyvät pääasiassa spiraaligalakseista. .

Riisi. 1. Tyypin I supernova valokäyrä.

Tyypin I supernovat leimahtavat kaikentyyppisissä galakseissa - spiraalimaisissa, elliptissä, "epäsäännöllisissä" ja ne liittyvät normaaleihin tähtiin, joilla on aurinkomassat. Mutta kuten todettiin, tällaisten tähtien ei pitäisi räjähtää. Evoluutionsa viimeisessä vaiheessa tällainen tähti muuttuu lyhyeksi ajaksi punaiseksi jättiläiseksi. Sitten hän heittää pois kuorensa ja muodostuu planetaarinen sumu ja hänen tähtensä pysyy tähden paikalla heliumin ydin kuten valkoinen kääpiö. Joka vuosi galaksimme tuottaa useita planetaariset sumut ja vain noin kerran 100 vuodessa tyypin I supernova purkautuu.

Yritetään selittää supernova-ilmiötä tähtien räjähdyksen seurauksena tunnetuista vaikeuksista. Joten esimerkiksi supernovassa kirkkauden maksimi kestää noin 1-2 päivää, kun taas Imshennik V.S. ja Nadezhina D.K. kun tähdet räjähtävät pääsekvenssi enimmäiskiilto saa kestää enintään 20 minuuttia. Lisäksi laskettu maksimikirkkaus osoittautui satoja kertoja pienemmäksi kuin havaittu.

Tutkimuksen nykyisessä vaiheessa räjähtävien tähtien malleja rakennetaan tehokkaimmilla tietokoneilla. Vielä ei kuitenkaan ole pystytty rakentamaan mallia, jossa tähden asteittainen kehitys johtaisi supernova-ilmiön syntymiseen. Joskus rakennettaessa tällaista mallia keskiosa räjähdyksen energia asetetaan tähteen keinotekoisesti, minkä jälkeen tähtikuoren laajenemis- ja kuumenemisprosessi analysoidaan.

Massiivisen tähden pitäisi alkaa katastrofaalisesti kutistua (romahtaa) sen jälkeen, kun kaikki ydinenergialähteiden varaukset on käytetty loppuun. Tämän seurauksena sen keskelle voi muodostua neutronitähti. 1930-luvulla Baade ja Zwicky ehdottivat, että neutronitähden muodostuminen voisi näyttää supernovaräjähdyksestä. Itse asiassa neutronitähden muodostumisen aikana suurta energiaa, koska gravitaatioenergia on luokkaa . Joten muodostuneen neutronitähden säteellä ja massalla, missä on Auringon massa, gravitaatioenergia. Mutta tämä energia vapautuu pääasiassa neutriinojen muodossa, ei fotonien ja korkeaenergisten hiukkasten muodossa, kuten Baade ja Zwicky alun perin olettivat. Neutronitähden sisäosissa, joissa tiheys on suurempi kuin neutriino, keskimääräinen vapaa polku on vain neutronitähden säteeltä, ts. . Siksi neutriinot diffundoituvat hitaasti pintaan eivätkä voi irrottaa tähden kuorta.

Rakennettaessa tähtien romahtamiseen perustuvia supernovamalleja, jää kysymys, onko romahdus, ts. Tähden sisälle suunnattu "räjähdys" muuttuu ulkoavaruuteen suunnatuksi räjähdykseksi. Huolimatta tietokoneiden valtavasti lisääntyneestä laskentatehosta, massiivisen tähden romahtamisen simulaatiot johtavat aina samaan tulokseen: räjähdystä ei tapahdu. Painovoimat voittavat aina tähdestä poispäin suuntautuneita voimia vastaan, ja havaitaan vain "hiljainen romahdus". Kuten kohdassa "... mikään olemassa olevista malleista ei toista koko supernovaräjähdykseen liittyvää ilmiötä ja sisältää yksinkertaistuksia."

Tyypin I supernovien osalta on olemassa hypoteesi, että ne ovat seurausta valkoisen kääpiön kompaktin heliumtähden romahtamisesta neutronitähdeksi, jonka massa ylitti (Chandrasekhar-rajan). Jos valkoinen kääpiö on osa läheistä binäärijärjestelmää, syynä sen massan kasvuun voi olla seuratähdestä virtaavan aineen kerääntyminen. Tässä tapauksessa akkretiolevystä tulee röntgensäteiden lähde. Kuitenkin mittaukset röntgentaustasta peräisin elliptisiä galakseja suoritettu käyttämällä Chandra-orbital observatoriota osoitti, että havaittu röntgensädevirta on 30-50 kertaa odotettua pienempi. Siksi tutkimuksen tekijöiden Gilfanovin ja Bogdanin mukaan tämä todistaa supernovien alkuperää koskevan hypoteesin puolesta, joka perustuu kahden valkoisen kääpiön sulautumiseen, jolloin muodostuu yli . Mutta vain harvat läheiset valkoiset kääpiöt tunnetaan, ja on epäselvää, kuinka laajalle ne ovat levinneet.

Sen vuoksi, että supernovaa on vaikea selittää räjähtävien tai romahtavien tähtien ulkoisella ilmenemismuodolla, on mielenkiintoista tarkastella supernova-ilmiötä prosessina, jossa pieni musta aukko nielee planeetan. Tämä reikä voidaan luoda keinotekoisesti planeetalle tai se voi tulla planeetalle ulkoavaruudesta.

Kuten tiedät, mustalle aukolle on ominaista tietty kriittinen säde, jonka Schwarzschild on saanut yleisen suhteellisuusteorian (GR) yhtälöiden perusteella:

Missä on gravitaatiovakio, valon nopeus, mustan aukon massa. Pintaa, joka rajaa avaruuden alueen säteellä, kutsutaan tapahtumahorisonttiksi. Tapahtumahorisontissa sijaitsevalla hiukkasella ei ole mahdollisuutta mennä "äärettömyyteen", koska voittaakseen gravitaatiokentän, se hukkaa energiansa täysin.

GR-yhtälöiden ratkaisuista seuraa, että mustan aukon keskustan tulee sisältää singulaarisuus aika-avaruusmetriikassa (singulaarisuus). Schwarzschildin mustan aukon tapauksessa se on piste, jossa on ääretön korkea tiheys asia.

Jos musta aukko on kosketuksissa aineen kanssa, se alkaa imeä sitä ja kasvattaa massaansa, kunnes kaikki aine, kuten planeetta, vedetään reikään.

Mikroskooppisia mustia aukkoja voi muodostua suoraan planeetalle esimerkiksi kiihdytinkokeiden tuloksena, joiden aikana korkeaenergiset hiukkaset törmäävät. Hawkingin teorian mukaan tyhjiössä olevan mikroskooppisen mustan aukon pitäisi haihtua lähes välittömästi. Toistaiseksi ei kuitenkaan ole saatu kokeellisia tuloksia, jotka vahvistavat näitä teoreettisia johtopäätöksiä. Myöskään aineesta löytyneiden tällaisten reikien ominaisuuksia ei ole tutkittu. Täällä he voivat vetää ainetta itseensä ja ympäröidä itsensä supertiheän aineen kuorella. On mahdollista, että musta aukko ei haihdu, vaan lisää vähitellen massaansa. Mustat aukot voivat päästä aineeseen esimerkiksi, kun kiihdytettyjen hiukkasten säde vaikuttaa kiihdytinrakenteen elementteihin tai erityiseen kohteeseen. On myös mahdollista, että tyhjiömikroskooppisissa mustat aukot elävät tarpeeksi kauan ehtiäkseen lentää säteen törmäyspisteestä kiihdytinkammion seinämään. Osuttuaan aineen reikiin ne asettuvat painovoimaisesti kohti planeetan keskustaa.

Nopeutta, jolla aine putoaa mustaan ​​aukkoon tapahtumahorisontissa, rajoittaa valon nopeus, joten aineen absorptionopeus on verrannollinen reiän pinta-alaan. Pienestä pinta-alasta johtuen yhden mikroskooppisen mustan aukon, jonka massa on Planckin asteikon luokkaa vaaralliseen kokoon, kasvuaika on erittäin pitkä ja ylittää moninkertaisesti planeettojen iän. Tällaisia ​​reikiä voidaan kuitenkin tuottaa paljon ja planeetan keskuksen saavutettuaan ne voivat sulautua yhdeksi lisää massiivinen reikä jotka voivat muodostaa uhan planeetalle. Olkoon aluksi olemassa erikseen olemassa olevia mustia aukkoja ja jokaisella niistä on pinta-ala ja massa. Kun (1) otetaan huomioon, niiden kokonaispinta-ala on yhtä suuri kuin . Kun N reikää on sulautunut yhdeksi, kokonaisreiän pinta-ala on . Voidaan nähdä, että ensimmäisessä ja toisessa tapauksessa aineen absorptionopeus myös kasvaa moninkertaisesti. Planeetan keskellä on lähes pistemäinen alue, jossa vapaan pudotuksen kiihtyvyys on nolla. Kaikki mustat aukot kerääntyvät vähitellen tälle alueelle, ja ne sulautuvat keskinäisen vetovoiman vuoksi.

Mikroskooppisia mustia aukkoja voi muodostua myös luonnollisesti, kun kosmiset säteet pommittavat planeettoja. Voidaan olettaa, että jossain kehitysvaiheessaan sivilisaatiot tuottavat mustia aukkoja, joiden kokonaismassa on monta kertaa suurempi kuin niiden massa, joka muodostuu kosmiset säteet. Tämän seurauksena reiän kasvu planeetan keskustassa johtaa sen olemassaolon lakkaamiseen. Planeetalle voidaan luoda merkittävän massan musta aukko energian saamiseksi yksittäisessä reaktorissa. Tällaisten laitteiden projekteista keskustellaan jo. On myös jonkinlainen todennäköisyys tällaiselle tapahtumalle, kun riittävän massiivinen musta aukko osuu planeettaan ympäröivästä ulkoavaruudesta.

Voit yrittää löytää avaruudesta energian vapautumisprosesseja, jotka vastaavat planeetan imeytymistä mustaan ​​aukkoon. Siinä tapauksessa, että tällaisia ​​prosesseja todella tapahtuu, tämä voi erityisesti epäsuorasti viitata muiden sivilisaatioiden olemassaoloon.

Mustan aukon läheisyydessä esiintyvien vaikutusten kuvaamiseen riittää joissain tapauksissa Newtonin teoriaan perustuva approksimaatio. Erityisesti Newtonin approksimaatioita käyttivät menestyksekkäästi Shakura ja Sunyaev sekä Pringle ja Rees rakentaessaan mallin aineen kertymisestä mustan aukon avulla.

Laajennamme teoriaa sellaiselle avaruuden alueelle reiän lähellä, kun putoavan aineen nopeus on lähellä valon nopeutta, mutta kuitenkin eroaa siitä niin paljon, että epärelativistiset approksimaatiot johtavat oikeat arviot fyysisiä määriä. Jotta aikalaajenemisen vaikutusta ei otettaisi huomioon vahvassa gravitaatiokentässä, putoavan aineen prosessia tarkastellaan liikkuvassa koordinaattijärjestelmässä.

Jos massainen testikappale heitetään pystysuunnassa ylöspäin massan ja säteen omaavan kappaleen pinnasta, niin "pakonopeus" voidaan löytää potentiaalisen ja liike-energian yhtälöstä.

Siten kohdassa , saamme kappaleen säteen , joka on sama kuin yleisen suhteellisuusteorian perusteella saadun säteen (1). Kohdasta (2) seuraa, että Newtonin approksimaatiossa mustan aukon gravitaatiopotentiaali

Nuo. Kaikilla mustilla aukoilla on sama potentiaali.

On huomattava, että mustalle aukolle ei ole vielä yhtä määritelmää. Jos lähdetään Laplacen määritelmästä mustasta aukosta näkymättömäksi esineeksi, niin se tarkoittaa yhdessä tulkinnassa, että gravitaatiopotentiaalieron läpimenon jälkeen fotonin energia ja sen taajuus pyrkivät nollaan. Lisäksi oletetaan, että fotonilla on gravitaatiomassa ja sitten tasa-arvosta tästä seuraa, että gravitaatiopotentiaali tulisi katsoa mustalle aukolle. Koska tarkastellaan edelleen aineen putoamista reikään, lähdetään siitä, että (3) mukaisesti Newtonin approksimaatiota käytettäessä reiän gravitaatiopotentiaali on . Tämä tarkoittaa, että vapaassa pudotuksessa mustaan ​​aukkoon, jonka massa on M, tehdään työtä gravitaatiokentässä

Joka muuttuu kineettiseksi energiaksi ja putoamisnopeus lähellä tapahtumahorisonttia lähestyy valon nopeutta. Osa tästä energiasta voidaan muuntaa säteilyksi. Tietyllä lisääntymisnopeudella (massan lisäys) sähkömagneettisen säteilyn teho määräytyy hyvin tunnetulla lausekkeella:

Missä on kerroin, joka kuvaa gravitaatioenergian sähkömagneettiseksi energiaksi muuntamisen tehokkuutta. Tämän kertoimen avulla voidaan myös ottaa huomioon reiän gravitaatiopotentiaalien ero eri lähestymistapoja käytettäessä.

Tiedetään, että pyörimättömälle Schwarzschildin mustalle aukolle, jossa on pallosymmetrinen aineen putoaminen . Pienen mittakaavan magneettikentän läsnäolo tähden lähellä lisää suuresti gravitaatioenergian (4) muuntokerrointa säteilyksi kulmanopeus. Kaasun eri osien välillä on viskoosia kitkaa, ja kaasu menettää kiertorataenergiaa siirtyessään alemmalle kiertoradalle ja lähestyen mustaa aukkoa. Viskoosisella kitkalla kuumennetusta kaasusta tulee sähkömagneettisen (röntgen) säteilyn lähde. Voimakkain säteily tulee levyn alareunasta, jossa kaasun lämpötila on korkein. Akkretiolevyille on ominaista gravitaatioenergian muuntokerroin.

Kerr sai ratkaisun tyhjössä pyörivän mustan aukon GR-yhtälöihin. Kerr-musta aukko saa ympäröivän tilan pyörimään (Linssi-Thirring-ilmiö). Kun se pyörii rajoittavalla valonnopeudella, saavutetaan korkein gravitaatioenergian muuntokerroin. Joten lisäyslevyssä, ts. jopa 42 % tulevan aineen massasta muuttuu säteilyksi. Kerr-reiän tapauksessa sen pyörimisenergia muunnetaan säteilyenergiaksi.

Joten tietyissä olosuhteissa mustat aukot voivat erittäin tehokkaasti muuntaa niihin putoavan massan gravitaatioenergian elektromagneettinen säteily. Vertailun vuoksi: lämpötilojen aikana ydinreaktiot auringossa tai räjähdyksessä vetypommi.

Kirjoittajan laskelmat osoittavat, että kun musta aukko absorboi planeetan, jolla on magneettikenttä, magneettivuon säilymislain mukaisesti muodostuu reiän lähelle supervahva dipolimagneettikenttä. Jotkut kenttäviivat napojen kohdalla tapahtumahorisontin yläpuolella vääntyvät (kuva 2). Tämän katkon alueella mustaan ​​aukkoon putoava johtava aine, joka muuttaa jyrkästi liikkeen suuntaa, kokee suuren kiihtyvyyden, suunnilleen saman kuin jos aine törmäisi kiinteään pintaan. Tämän seurauksena merkittävä osa energiasta (4) voidaan muuntaa lämpöenergiaksi ja lopulta säteillä ympäröivään tilaan.

Erityisesti supernovien "planetaarisen" alkuperän puolesta puhuu seuraava alustava arvio. Olkoon , sitten kohdan (5) mukaisesti planeetan massasta (tai liike-energiasta (4)) muunnetaan ulkoiseksi säteilyksi. Tämä tarkoittaa, että supernovien valon säteilyn havaittu energia Suhteesta vastaa planeettojen massat, missäMaan massa. Näin ollen klo , Planeettojen massojen alue on . Näemme, että arvoilla planeettojen massaalueella on varsin hyväksyttävät arvot elämän olemassaololle. Samaan aikaan asumiskelpoisten planeettojen massojen ja supernovasäteilyn energioiden välinen hyvä keskinäinen vastaavuus ei näytä sattumalta. Tämä viittaa siihen, että ainakin jotkin supernovatyypit ovat "planetaarista" alkuperää. Yllä olevat arviot osoittavat, että myöhemmissä laskelmissa voimme käyttää kerrointa .

On mahdollista suorittaa joitain muita laskelmia, jotka vahvistavat hypoteesimme. Kuvasta 1 näkyy, että tyypin I supernovavalokäyrä saavuttaa maksiminsa noin 25 päivän kuluttua soihdutushavainnon alkamisesta. Lisäksi tässä työssä lasketaan aika maksimikirkkauden saavuttamiseen laskennallisesti ja lasketaan myös supernovasäteilyn teho.

Koska aineen virtausnopeutta pienikokoiseen mustaan ​​aukkoon rajoittaa valon nopeus, planeetan absorptioprosessi mustassa aukossa venyy ajassa. Tähtifysiikasta tiedetään, että mustaa aukkoa edeltävän tähden viimeinen stabiili konfiguraatio on neutronitähti, jonka stabiiliuden takaa pääosin neutroneista koostuvan degeneroituneen fermionikaasun paine. Siksi planeetan sisällä olevan kompaktin mustan aukon tapahtumahorisontin lähellä planeetan erittäin puristettu aine on neutroninestettä. Samaan aikaan, kuten tekijän arviot osoittivat, reiän massan ollessa sama, tapahtumahorisontin yläpuolella olevan neutronikerroksen paksuus on noin 24 mm. Tarkastellaan nyt prosessia, jossa neutroninesteen virtaus pienikokoiseen esineeseen. Ottaen huomioon (4) lasketaan ensin suhteesta tulevan aineen mahdollinen lämpötila lähellä tapahtumahorisonttia

Missä on Boltzmannin vakio, neutronin lepomassa. Kohdasta (6) löydämme neutronien lämpötilan . Tämä sopii hyvin yhteen Schwartzmanin saamien tulosten kanssa. Kun tarkastellaan kaasun vapaata pudotusta mustaan ​​aukkoon, hän tuli siihen tulokseen, että adiabaattisen puristuksen aikana saavutettu lämpötila vastaa suuruusluokkaa putoamisen kineettistä energiaa ja voi olla .

Jotta putoavan neutroninesteen kineettinen energia muuttuisi lämpöenergiaksi, reiän lähellä olevan aineen täytyy kokea suuri kiihtyvyys. Kuten jo todettiin, meidän tapauksessamme se voi johtua tapahtumahorisontin lähellä olevan magneettikentän erityisestä rakenteesta, jossa voimalinjat kokevat jyrkän katkeamisen (kuva 2).

On mielenkiintoista arvioida reiän magneettikentän todellinen arvo. Kuten tiedetään, maapallolla on merkittävä dipolimagneettikenttä. Planeetan napoissa induktiovektori on suunnattu pystysuoraan ja sen moduuli on , kun taas dipolin magneettinen momentti on . Jupiterilla, Saturnuksella, Uranuksella ja Neptunuksella on myös voimakkaita magneettikenttiä aurinkokunnassa. Hitaasti pyörivällä Venuksella (kiertoaika 243 päivää), joka on kooltaan ja sisäiseltä rakenteeltaan samanlainen kuin Maa, ei ole omaa magneettikenttää. Ilmeisesti riittävän suurilla ja nopeasti pyörivillä planeetoilla dipolimagneettikentän olemassaolo on yleinen ilmiö. Olemassa olevien käsitysten mukaan Maan magneettikenttä muodostuu sähkövirtojen virtauksesta hyvin johtavassa ytimessä. Saatavilla olevien tutkimustulosten mukaan maapallolla on kiinteä sisäydin, jonka säde koostuu puhtaista metalleista (raudasta ja nikkelin sekoituksesta). Siellä on myös nestemäinen ulkoydin, joka oletettavasti koostuu raudasta ja ei-metallien (rikin tai piin) sekoituksesta. Ulkoydin alkaa noin . Joidenkin laskelmien mukaan vyöhyke, jossa magneettikentän päälähteet sijaitsevat, sijaitsee etäisyyden päässä planeetan keskustasta, tässä maan keskimääräisestä säteestä. Maan ytimen johtavuus on sellainen, että aineen virtauksen aikana aine kuljettaa magneettikentän pois vähällä tai ei lainkaan liukumalla ("jäätymisen" ilmiö).

Musta aukko on erittäin tiheä esine, joten hetken kuluttua se laskeutuu planeetan syviin osiin ja saavuttaa keskuksensa, jossa se voi sulautua muihin reikiin. Koska kasvava musta aukko perii planeetan kulmamomentin, molempien kappaleiden pyörimisakselit ovat yhdensuuntaiset (jätämme huomiotta reiän pyörimisen tämän artikkelin puitteissa). Tällä järjestelyllä "jäätynyt"-ilmiön vuoksi romahdusprosessissa oleva magneettikenttä vedetään mustaan ​​aukkoon tasaisesti, joka puolelta, ja se muodostaa oman dipolimagneettikentän pyörimisakselilla olevilla navoilla. (teoria sallii mustan aukon magneettisen varauksen). Alla magneettinen varaus teoriassa yksi magneettinapoista on oletettu. Mustaa aukkoa ympäröivän neutroninesteen on myös "jäädytettävä" magneettikenttä korkea johtavuus. Näin ollen Harrisonin ja Wheelerin laskelmien mukaan neutronitähdet melko paljon virrankantajia, elektronien, protonien ja neutronien pitoisuudet liittyvät toisiinsa kuten . Nykyaikaisten havaintomenetelmien avulla on todettu, että neutronitähdissä on dipolimagneettikenttiä, joissa on induktio. On yleisesti hyväksyttyä, että nämä kentät periytyvät esiasteilta romahduksen aikana "huurtumisen" vaikutuksesta.

Mahdollisuuden, että mustilla aukoilla on oma magneettikenttä, vahvistavat havainnot Ibis-teleskoopilla, joka on asennettu Euroopan avaruusjärjestön (ESA) Integral-satelliittiin. Tutkimukset avaruusobjektista Cygnus X-1, joka on yksi ehdokkaista mustan aukon titteliin, paljastivat säteilyn polarisaation, joka lähtee alueelta, jonka säde ympäröi tätä objektia. Tutkimuksen tekijöiden mukaan havaittu polarisaatio on seurausta tietyn mustan aukon oman magneettikentän olemassaolosta.

Tutkittuaan 76 supermassiivista mustaa aukkoa galaksien keskustassa, yhdysvaltalaiset tutkijat Energiaministeriön Lawrence Berkeleyn kansallinen laboratorio ja Max Planck Institute for Radio Astronomy Bonnissa päättelivät, että niillä on supervoimakkaat magneettikentät, jotka ovat vahvuudeltaan verrattavissa tapahtumahorisontin lähellä olevaan aineeseen painovoiman vaikutuksen kanssa.

"Jäätymisen" ilmiö johtaa siihen, että planeetan ytimen romahduksen aikana sen dipolimagneettikenttä keskittyy vähitellen lähelle mustaa aukkoa kompaktin dipolin muodossa, jonka navat sijaitsevat pyörimisakselilla. Kun kenttä muodostuu, magneettivuon säilymislaki täyttyy:

Missä on keskimääräinen magneettikentän induktio planeetan ytimessä, sen ydinalueen poikkileikkauspinta-ala, jossa pääkenttä syntyy, magneettikentän induktio mustan aukon navassa ja mustan aukon tehollinen pinta-ala magneettinen napa. Vastaavia alueen säteitä käyttäen yhtälö (7) voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon

Olemassa olevien laskelmien perusteella voimme olettaa, että . Geofyysikot ovat yleensä hyväksyneet, että ytimen keskimääräinen kenttäinduktio . Kohdan (1) mukaan massalla mustan aukon säde olisi . Siksi voimme hyväksyä reiän magneettisen navan säteen (saamme suunnilleen saman säteen arvon edelleen itsenäisesti). Tuloksena saadaan arvio magneettikentän induktiosta reiän navoissa. Tämä kenttä on noin miljoona kertaa lisää kenttää neutronitähtien napoilla. Tässä tapauksessa mustan aukon välittömässä läheisyydessä kentänvoimakkuus on jonkin verran pienempi, koska dipolikenttä muuttuu lain mukaan säteittäisen koordinaatin muuttuessa.

On myös mielenkiintoista arvioida mustan aukon lähellä olevan magneettikentän tilavuusenergiatiheys tunnetusta suhteesta:

Missä on magneettivakio. On helppo laskea, että lähellä napoja , . Meidän on verrattava saatua arvoa sisäänvirtaavan aineen kineettisen energian tilavuustiheyteen

Missä, mutta ensin meidän on määritettävä aineen tiheys.

Tiedetään, että lähellä rajoittavan neutronitähden keskustaa neutroninesteen tiheys saavuttaa maksimiarvonsa noin 10 km:n tähden säteellä ja massa 2,5 auringon massaa (Oppenheimer–Volkov-raja). Neutronitähden () massan lisääntyessä fermionikaasun paine ei enää pysty hillitsemään painovoiman aiheuttamaa paineen nousua, ja sen keskellä alkaa kasvaa musta aukko. Siten planeetan sisällä painovoimansa vaikutuksesta kasvavan mustan aukon tulisi luoda lähelleen paine, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin rajoittavan neutronitähden keskellä oleva paine, vastaavasti aineen tiheyden tulisi olla n.

Korvaamalla lausekkeeksi (10) tiheys , saamme arvion neutroninesteen kineettisen energian tilavuustiheydestä. Se on enemmän kuin suuruusluokkaa pienempi kuin aiemmin laskettu magneettikentän volyymienergiatiheys (9). Siksi mustan aukon läheisyydessä ehto täyttyy. Tiedetään, että voimakkaalla magneettikentällä on merkittävä vaikutus johtavan aineen kertymisprosessiin. Klo , magneettikenttä estää johtavaa ainetta liikkumasta kenttälinjojen yli. Aineen liike on mahdollista käytännössä vain magneettikentän suunnassa. Kun yrität saattaa magneettikentän voimaviivat yhteen, syntyy vastapaine, ja kun yrität taivuttaa niitä, paine on kaksinkertainen: . Kenttää vastaan ​​kohtisuorassa suunnassa aine voi tihkua vain hyvin hitaasti. Tämän seurauksena aine liikkuu käytännössä vain kenttälinjoja pitkin magneettinapoille ja virtaa tässä tähteen kahden kapean virran muodossa. Erityisesti neutronitähtien tapauksessa tämä johtaa kahden kuuman pisteen muodostumiseen magneettinapoihin ja röntgenpulsariilmiön ilmaantumiseen. .

Yllä olevilla tiheyksillä nukleonien Fermi-energia on jo niin korkea, että niiden muodostama "kaasu" itse asiassa käyttäytyy kuin säteily. Paineen ja tiheyden määrää suurelta osin hiukkasten kineettisen energian massaekvivalentti, ja niiden välillä on sama suhde kuin fotonikaasun tapauksessa: .

Tärkeä rooli kapeiden ainevirtojen muodostumisessa tähden napojen lähellä on Bernoulli-ilmiöllä, joka, kuten tiedät, johtaa siihen, että nopeudella liikkuvassa nestevirtauksessa paine laskee arvo (meidän tapauksessamme ). Lepotilassa olevan nesteen paine, kuten edellä mainittiin, on yhtä suuri kuin . Voidaan nähdä, että Bernoulli-ilmiön ansiosta virtauksen paine laskee merkittävästi. Tätä kompensoi magneettikentän paine, joka on suunnattu siten, että se estää kenttävoimalinjojen lähestymisen. Tämän seurauksena magneettikenttä puristuu kapeaksi sylinteriksi (putkeksi) ja toimii eräänlaisena johtimena johtavan nesteen virtaukselle. Koska putken sisällä oleva aine on vapaassa pudotuksessa, putken nestepatsaan hydrostaattinen paine on nolla. Paine vaikuttaa vain putkea ympäröivältä aineen puolelta. Tässä tapauksessa paineiden suhde tapahtuu:

missä on magneettikentän induktio putkessa, paine putken ulkopuolella. Otimme tämän paineen yhtä suureksi kuin . Tämän seurauksena kohdasta (11) saadaan yhtäläisyys:

Täältä klo kenttäinduktio putken sisällä. Aiemmin, perustuen Maan kaltaisen planeetan magneettivuon säilymiseen, me itsenäisellä tavalla kohdasta (8) havaitsimme, että kentän induktio mustan aukon napoissa on . Kenttien suuruusluokkien yhteensattuma osoittaa, että planeetan todellinen kenttä on aivan riittävä magneettisten putkien muodostumiseen reiän napoihin kentän (11) ja niiden sisältämien kapeiden ainevirtojen tyydyttämiseksi. ja tämä yhteensattuma ei näytä sattumalta.

Mustan aukon lähellä olevalla supervoimakkaalla magneettikentällä on suuri tiheys, mikä voidaan löytää suhteesta . Yllä lasketulla kenttäinduktion arvolla napoissa saadaan ja vastaavasti . Voidaan nähdä, että napojen magneettikenttä on tiheydeltään suunnilleen yhtä suuri kuin ympäröivän neutroninesteen.

Tarkastellaanpa tarkemmin syitä kahden kuuman pisteen muodostumiseen mustan aukon napoihin. Kuten jo todettiin, voi olla erityinen rakenne magneettikenttä putkien pohjassa. Tämä rakenne muodostuu siitä, että planeetan magneettikenttäviivat lähestyvät mustaa aukkoa eri alueilla eri nopeuksilla. Kuvitellaan, että alun perin planeetan magneettikentän voimalinjat etäisyyden päässä reiästä ovat suoraviivaisia ​​ja yhdensuuntaisia ​​reiän pyörimisakselin kanssa (kuva 2). Tässä tapauksessa reiän magneettikenttä on jo saavuttanut sellaisen arvon, että aineen putoaminen tapahtuu pääasiassa napojen alueella. Siksi tarkasteltavana oleva kenttäviiva, joka on jäätynyt aineeseen, lähestyy reikää nopeammin napojen alueella kuin päiväntasaajan alueella. Tämän seurauksena mustalla aukolla on sellainen magneettikentän rakenne, että osa sen voimalinjoista magneettiputken juuressa lähellä tapahtumahorisonttia kokee kiertymisen lähes kulmassa ja sitten voimalinjat hajaantuvat. putkesta, kiertäen reiän. Koska magneettikenttä estää johtavan aineen liikkeen voimalinjojen yli, niin niiden katkeamisalueella tuleva aine muuttaa äkillisesti liikkeensä suuntaa ja kokee suuren kiihtyvyyden, suunnilleen saman kuin jos se törmäisi kiinteä pinta. Tästä johtuen merkittävä osa kineettisestä energiasta (4) muuttuu lämpöenergiaksi ja napoihin muodostuu kompakteja kuumapisteitä, joiden halkaisija on suunnilleen yhtä suuri kuin magneettiputken halkaisija. Syynä lämmön vapautumiseen voi olla erityisesti suurella kiihtyvyydellä liikkuvien varautuneiden hiukkasten voimakas sähkömagneettinen säteily sekä turbulenssin ilmaantuminen aineen liikkeessä.

Riisi. 2. Kaavio mustan aukon (pallon) magneettikentän muodostumisesta vangitsemalla vähitellen planeetan magneettikenttä. Lyhyet nuolet osoittavat magneettikentän mukanaan tuovan johtavan aineen virtaussuunnan.

Neutriinosäteilyllä on suuri merkitys lämpöenergian siirtymisessä kuumasta pisteestä ympäröivään aineeseen. Ylälämpötiloissa neutrinon säteilyteho kasvaa nopeasti. Joten vasta muodostuneen neutronitähden keskiosassa neutrino siirtyy energiaksi gravitaatioenergiasta saatuun lämpöenergiaan asti.

Arvioikaamme neutrinon keskiarvon vapaa polku. Heikon vuorovaikutuksen poikkileikkauksen suuruusluokka on , missä on prosessin ominaisenergia. Tässä , Fermi-vakio. Laskelmissa on tässä tapauksessa kätevää ilmaista hiukkasten energia MeV:nä. Tyypillinen hiukkasenergia hot spot -alueella. Meidän tapauksessamme energialla, siis . Neutriinokeskimääräinen vapaa polku, jossa on väliaineen hiukkasten pitoisuus, jonka läpi neutriinot liikkuvat. Oletetaan, että väliaine koostuu vain nukleoneista, jolloin , jossa on nukleonin lepomassa, on relativistinen lisäys nukleonin massaan. Tämän seurauksena löydämme sen neutrino tarkoittaa vapaata polkua. Johtuen siitä, että neutriinot liikkuvat valonnopeudella, lämpöenergia poistuu nopeasti kuumasta pisteestä magneettiputken ulkopuolella ja aine kuumenee tapahtumahorisontin yläpuolelle säteellä, joka on yhtä suuri kuin . Putken ulkopuolella magneettikentän poikittaiskomponentin läsnäolon vuoksi aineen putoamisnopeus on hyvin alhainen. Tämä "säästää" suurimman osan lämpöenergiasta putoamasta reikään. Kuumennettu ja siksi vähemmän tiheä aine putken ulkopuolella alkaa välittömästi kellua Arkhimedes-voiman vaikutuksesta, ja magneettiputken ulkoreunaa pitkin tapahtuu luultavasti kuuman aineen virtaus vastakkaiseen suuntaan. Kelluva aine laajenee ja jäähtyy, mikä vähentää neutrinosäteilyn häviämistä ulkoavaruuteen. Lämmön etenemisessä suuri merkitys on myös neutroninesteen korkealla lämmönjohtavuudella, jossa hiukkaset liikkuvat relativistisilla nopeuksilla. On huomattava, että jos se olisi monta kertaa suurempi, niin merkittävä osa pisteessä neutriinojen muodossa vapautuvasta energiasta pääsisi vapaasti avaruuteen, vastaavasti ympäröivän aineen lämmitys olisi vähemmän tehokasta. Päinvastoin, jos se olisi paljon pienempi kuin putken säde, niin merkittävä osa vapautuneesta lämmöstä putoaisi mustaan ​​aukkoon. Mutta sillä on juuri se arvo, jolla reikä muuttuu tehokkaaksi gravitaatioenergian (4) muuntajaksi lämpöenergiaksi.

Nouseva kaasukupla, joka kasvaa kooltaan, luo suuren ylipaineen planeetan sisälle, mikä lopulta johtaa repeämien ilmaantumiseen kiinteässä sisäytimessä ja vaipassa ja kuumien kaasusuihkujen sinkoutumiseen planeetalta. Yksittäiset kappaleet voivat sinkoutua planeetalta kaasujen vaikutuksesta ja pudota takaisin sen pinnalle. Näiden kappaleiden pinta voi olla erittäin kuuma ja haihtua ja säteilee optisella ja röntgensäteilyllä. Alhaisen lämmönjohtavuuden takia kiviä lämpöenergia tunkeutuu hitaasti kappaleiden sisäosiin ja niiden haihtuminen tapahtuu vain pinnasta, joten suurin niistä voi olla olemassa melko pitkään ja antaa energiaa säteilyn muodossa. Käsityksen lämmön tunkeutumisnopeudesta kivinäytteisiin antaa seuraava tosiasia. ominaista aikaa lämpötilan tasaus tasaisen kivikerroksen pintojen välillä, jonka paksuus on verrannollinen . Joten päiväksi ja vuodeksi. Kuuman materiaalin jatkuvan purkamisen ansiosta planeetan suolistosta sen pinnan lämpötila voidaan pitää korkealla tasolla pitkään. Laskelmat ovat osoittaneet, että supernovan havaitun maksimikirkkauden varmistamiseksi tämän lämpötilan tulisi olla luokkaa 14 miljoonaa astetta. Suurin osa planeetan tilavuudesta voi pysyä suhteellisen kylmänä melko pitkään.

Kohdan (4) mukaisesti fotonienergia kuumien pisteiden alueella on noin puolet nukleonin lepoenergiasta ja fotonitaajuus lämpösäteilyä tulee olemaan gamma-alueella. Jos oletetaan, että muodostuneissa kuumissa pisteissä kineettinen energia (4) muuttuu lämpöenergiaksi, niin tämä vastaa arvoa =0,4. Artikkelin alussa osoitettiin, että suunnilleen tällainen kerroin seuraa planeettojen todellisista massoista ja supernovien kokonaissäteilyn havaituista energioista. Planeetan pinnalle saapuva lämpöenergia täplistä menee lopulta "äärettömyyteen" säteilyn muodossa. Kuten jo todettiin, kuuman kaasun suihkut, jotka murtautuvat planeetan rungon läpi ja menevät ympäröivään avaruuteen, voivat olla erittäin tärkeitä lämmön siirtämisessä mustasta aukosta planeetan pintaan. Nämä kaasut heittävät myös kuumapintaisia ​​kivikappaleita planeetan pinnalle. Tämän seurauksena planeetan pinnalta tuleva säteilyn kokonaisvirta on yhtä suuri kuin kuumista pisteistä lähtevän säteilyn virta. Välittömästi pisteen lähellä oleva tarkkailija voi laskea pisteiden tehollisen alueen tunnetun suhteen perusteella:

Missä on kahden pisteen kokonaissäteilyteho, pisteiden kokonaispinta-ala, Stefan-Boltzmannin vakio, pisteiden lämpötila. "Äärettömässä" olevan tarkkailijan on kuitenkin otettava huomioon myös aikalaajenemisen vaikutus pisteiden pinta-alaa laskeessaan.

Tiedetään, että äärettömän kaukaisella havainnolla aikaväli on pidempi kuin pienellä etäisyydellä reiästä sijaitsevalla tarkkailijalla:

Voit syöttää ehdollisen siirtymäkertoimen viitejärjestelmästä toiseen. Koska kuuma piste on lähellä tapahtumahorisonttia, voidaan olettaa, että se on alueella , jolloin (14):stä saadaan vastaavien arvojen alue. Kaukana olevalle tarkkailijalle pisteiden säteilyteho on useita kertoja pienempi, koska . Olkoon kaukaisen tarkkailijan rekisteröimän supernovasäteilyn huipputeho yhtä suuri kuin . Tällöin kohtien (13) ja (14) mukaisesti pisteeseen liittyvässä vertailukehyksessä pisteiden huippusäteilyteho on . Näin ollen täpläpintojen alueille siirtymisessä etävertailujärjestelmästä liikkuvaan järjestelmään saadaan .

Tyypillinen supernovan emissioteho maksimikirkkaudella voidaan löytää käyttämällä taulukon 1 tietoja, jotka on julkaistu lehdessä ja jotka kuvastavat fyysiset ominaisuudet 22 ekstragalaktista supernovaa. Taulukko 1 osoittaa, että esitellystä 22 ekstragalaktisesta supernovasta 20 muodostaa melko homogeenisen esineryhmän, jonka kirkkauden nousuajan keskiarvo on 20,2 vuorokautta keskihajonnan kanssa. Yleisestä säännöllisyydestä merkittävästi poikkeavat supernovat 1961v ja 1909a voidaan jättää huomioimatta. Taulukosta 1 seuraa, että jäljellä olevista 20 kohteesta yhden kohteen absoluuttinen magnitudi on -18, seitsemän kohteen -19, kahdeksan kohteen -20 ja neljän kohteen -21. Auringon absoluuttinen bolometrinen tähtien magnitudi on säteilyteholla. Säteilyvuon tiheyksien E ja magnitudien välillä on tunnettu suhde:

Absoluuttisiin tähtien magnitudeihin siirtymisessä , missä on tähtitiedessä hyväksytty standardietäisyys, on tähden säteilyn teho. Tästä saadaan suhde kahden kohteen säteilytehojen välillä:

missä , . Siksi yllä olevat supernovien absoluuttiset suuruudet: vastaavat huippusäteilytehoja. Keskiarvon arvioimiseksi tässä tapauksessa on suositeltavaa käyttää mediaania. Tuloksena saadaan, että kaukaiseen tarkkailijaan liittyvässä vertailukehyksessä huipputehon keskiarvo 20 supernovan näytteelle on . Käyttämällä tätä arvoa kohdasta (13) huomaamme, että kaukaisen tarkkailijan näkökulmasta kahden säteilevän pisteen kokonaispinta-ala . Kuitenkin paikan lähellä sijaitsevalle tarkkailijalle keskimääräinen säteilyteho ja vastaavasti kahden pisteen kokonaispinta-ala. Erityisesti arvolle , saadaan vastaavasti yhden pisteen pinta-ala ja sen säde ts. on noin 1 mm.

pöytä 1

Supernova-nimitys	Tyyppi ja luokka	Kiillon kohoamisaika, päivää	Loista maksimissaan, m		äiti galaksi
			Katso-toukokuun koko	Absoluuttinen arvo	Nimitys, NGC	Tyyppi	Näennäinen suuruus, m
1885a	I.16	23	5	-19	224	Sb	4
1895b	I.7	18	8	-21	5253	S0	11
1972e	I.9	19	8	-21	5253	S0	11
1937c	I.11	21	8	-20	IC4182	minä	14
1954a	I.12	21	9	-21	4214	minä	10
1920a	I.5	16	11	-19	2608	SBc	13
1921c	I.6	17	11	-20	3184	sc	10
1961 h	I.8	19	11	-20	4564	E	12
1962 m	II.4	20	11	-18	1313	SBc	11
1966j	I.5	16	11	-19	3198	sc	11
1939b	I.17	24	12	-19	4621	E	11
1960f	I.8	19	11	-21	4496	sc	13
1960r	I.8	19	12	-20	4382	S0	10
1961v	II.10	110	12	-18	1058	Sb	12
1963i	I.14	22	12	-19	4178	sc	13
1971i	I.12	21	12	-19	5055	Sb	9
1974 g	I.8	19	12	-19	4414	sc	11
1909a	II.2	8	12	-18	5457	sc	9
1979c	II.5	25	12	-20	4321	sc	11
1980k	II.5	25	12	-20	6946	sc	10
1980n	I.10	20	12	-20	1316	E	10
1981b	I.9	19	12	-20	4536	Sb	11

Yllä saatu arvio on hyvin sopusoinnussa sen olettamuksemme kanssa, että primäärisäteily tulee kahdesta kompaktista kuumasta pisteestä, jotka sijaitsevat noin 10 mm säteellä olevan kohteen napoissa ja on toinen vahvistus sille, että kyseessä on todennäköisesti musta aukko, joka absorboi. planeetta. Aiemmin planeetan magneettivuon säilymislain (8) perusteella saimme, että klo , magneettikentän induktio reiän napoissa on suunnilleen yhtä suuri kuin . Samalla (12):sta seuraa itsenäisesti, että kentän arvo reiän napoissa on n. . Siten suhteet (8), (12) ja (13) johtavat keskenään johdonmukaisiin tuloksiin, joita voidaan pitää merkkinä teorian oikeellisuudesta.

Kohdasta (12) seuraa, että magneettikentän induktio putkissa mustan aukon navoissa on vakioarvo . Siksi, kun planeetan magneettivuo imeytyy asteittain mustaan ​​aukkoon, putken magneettivuon kasvu johtuu sen poikkileikkausalan kasvusta. Tämä johtaa kuuman pisteen alueen suhteelliseen kasvuun ja siten supernovasäteilyn tehon kasvuun kohdan (13) mukaisesti.

Pilkkujen primäärisäteily, joka on gamma-kvanttien ja neutriinojen virta, lämmittää täplien lähellä olevaa ainetta, jolloin se lähettää myös korkeaenergisiä fotoneja ja neutriinoja. Neutriinoilla on suurin läpäisykyky, mutta aineeseen leviävä sähkömagneettinen säteily siirtyy vähitellen pois mustasta aukosta. Tässä tapauksessa säteily kokee tunnetun painovoiman punasiirtymän, joka on suora seuraus ajan laajentumisesta:

missä on aallonpituus lähellä mustaa aukkoa, etäisyydellä sen keskustasta, aallonpituus on "äärettömässä". Erityisesti , punasiirtymä . Nykyisen näkökulman mukaan painovoiman punasiirtymä on vain seurausta erilaisesta ajan nopeudesta epähomogeenisen gravitaatiokentän eri kohdissa. Säteilyn (fotonien) energia ei muutu noustessa gravitaatiokentässä. Meidän tapauksessamme tämä tarkoittaa, että osa (13):n säteilyenergiasta säilyy, kun siirrymme pois mustasta aukosta. Kohdan (14) mukaisesti aikasegmentti muunnetaan pidemmäksi segmentiksi, joka ilmaistaan ​​supernovasäteilyn tehon vähenemisenä ulkopuolisen tarkkailijan näkökulmasta. Mutta samaan aikaan supernovan hehkun kesto pitenee sille saman verran. Gravitaation punasiirtymä ei muuta mustan aukon läheisyydestä tulevan säteilyn kokonaisenergiaa. Prosessi, jolla ulkopuolinen tarkkailija saa sen, venyy ajassa vain kertoimella K. Sen, mitä fotoneista sanottiin, pitäisi pitää paikkansa myös neutriinojen painovoiman punasiirtymän osalta, joilla on fotonien tavoin nolla lepomassa ja liikkuvat valonnopeudella.

Kuten jo todettiin, musta aukko sijaitsee planeetan keskiosassa. Tässä tapauksessa sen läheisyydessä on mahdollista muodostaa onkalo, joka on täytetty korkealla paineella ja korkealla lämpötilalla. Jossain vaiheessa kaasun paine saavuttaa kriittisen rajan ja planeetan runkoon muodostuu syviä halkeamia, joiden kautta kaasu poistuu. Ensimmäisen räjähdysmäinen vapautus iso annos plasma, jonka lämpötila on , voi aiheuttaa gammasäteilypurskeen (aallonpituuksia ). Tällaisia ​​purkauksia on todella olemassa, ja niiden läheinen yhteys supernovaan on löydetty. Kaukana avaruuteen, mm. ja tähden planeettajärjestelmän ulkopuolella planeetan syvän aineen yksittäiset palaset ja sulat fragmentit voivat myös sinkoutua ulos, jolloin niistä tulee myöhemmin rautaa ja kivimeteoriitit ja asteroideja. Sen jälkeen kuuman kaasun ulosvirtaus jatkuu ja planeetan ympärille alkaa muodostua kaasupilvi, jonka koko kasvaa vähitellen.

Tyypin I supernovien spektreistä löytyy maksimikirkkauden läpimenon jälkeen monia toistensa päällekkäisiä viivoja, mikä vaikeuttaa niiden tunnistamista. Joitakin linjoja kuitenkin tunnistettiin. Ne osoittautuivat ionisoituneiksi Ca-, Mg-, Fe-, Si-, O-atomeiksi, jotka, kuten tiedetään, ovat laajalle levinneitä kiviplaneetoissa, kuten Maassa. Tyypin I supernovien spektrissä ei ole tyypillistä vetyä. Tämä voi puhua primäärisen kaasupilven ei-tähtisen (planetaarisen) alkuperän puolesta.

Kirjoittajan tekemät arviot ovat osoittaneet, että jos planeetan massa haihtuu, kaasupilvi muuttuu läpinäkymättömäksi röntgensäteille. Tämä säteily tulee pilven keskialueelta, jonka säde on planeetan säteen suuruusluokkaa ja jonka pintalämpötila on noin 14 miljoonaa kelviniä. Tämä lämpötila seuraa tunnetusta suhteesta. Tässä havaintotietojen mukaisesti planeetan supernovan huippusäteilytehon oletetaan olevan . Energiaa säteilee avaruuteen optisella alueella kaasupilven (fotosfäärin) ulkokuoresta. Maksimikirkkaudella fotosfäärin lasketun säteen yllä olevasta kaavasta tulisi olla noin 34 AU. havainnoista tunnetussa pintalämpötilassa.

Nyt olemme jo tulleet lähelle sellaisten supernovan ominaisuuksien laskemista kuin säteilyteho ja aika, joka kuluu kirkkausmaksimiin saavuttamiseen. Yllä päädyimme siihen johtopäätökseen, että neutronineste virtaa mustaan ​​aukkoon kahden kartion muodossa, jotka napojen lähellä näyttävät kapeilta suihkuilta, jotka on suljettu magneettiputkiin. Tässä tapauksessa lähellä putken kosketusta mustan aukon kanssa muodostuu kuuma piste, jonka halkaisija on suunnilleen sama kuin putken halkaisija. Tämän mukaisesti kokonaisalkuainetilavuus putkien pohjassa

Missä S on kahden kuumapisteen alue, radiaalinen koordinaatti. Näin ollen alkuainemassa putkissa

Missä on sisäänvirtaavan aineen tiheys. Muutetaan , missä on aineen nopeuden pystykomponentti. Sitten alkeismassa:

Kohdista (5) ja (20) seuraa, että kahden pisteen kokonaissäteilyteho niiden vertailukehyksessä

Tätä kaavaa käyttävissä laskelmissa voimme olettaa, että . Tässä tapauksessa muiden parametrien arvot = 0,4, aineen tiheys suoraan pisteen yläpuolella , kahden pisteen alue , missä ja K = 10. Tuloksena saamme . Nyt tosiasiallisesti havaitun supernovavalon emission keskimääräisen huipputehon perusteella löydämme itsenäisesti täplien säteilytehon. Voidaan nähdä, että se on käytännössä sama kuin (21) saadun teoreettisen arvon kanssa. Huomaa, että suhde ja välillä ei riipu K:stä, koska . Hyvää arvojen välistä sopivuutta voidaan pitää vahvana vahvistuksena teorian oikeellisuudesta. Tuloksena oleva suhteellisen pieni ero potenssien ja erityisesti välillä voidaan selittää joidenkin parametrien kuten ja epävarmuudella.

Voidaan olettaa, että planeetta menettää noin 30 % massastaan ​​muodostaen kuuman kaasupilven. Lisäksi, kun = 0,4, 40 % planeetan jäljellä olevasta massasta häviää valosäteilynä. Tässä tapauksessa heikoimpien ja tehokkaimpien supernovien valosäteilyn kokonaisenergiat ovat . Kun otetaan huomioon molemmat ilmoitetut massahäviöt, havaitsemme, että alkuperäisten planeettojen massaalue on . On yleisesti hyväksyttyä, että planeetan elinkelpoisuus edellyttää, että sen massa ei pääse "Neptunuksen" alueelle massoineen. Neptunuksilla on erittäin tiheä ilmakehä ja hurrikaanivoimaiset tuulet, ja niitä pidetään sopimattomina elämän evoluutioon. Siksi asuttavan planeetan massan ylempi arvo on täysin yhdenmukainen tämän rajaehdon kanssa. Massan alempi arvo ei eroa liikaa Maan massasta, joten tällainen planeetta pystyy ilmeisesti pitämään tarpeeksi tiheä ilmapiiri ja samalla niillä on samansuuruinen magneettikenttä kuin maanpäällinen kenttä. Näin ollen havaitun keskimääräisen supernovahuipputehon tulisi vastata planeettaa, jonka massa on noin . Nyt meillä on kaikki alkutiedot supernovan nousuajan laskemiseen.

Kun musta aukko kasvaa, loukkuun jäänyt magneettivuo, joka kulkee täplien läpi, kasvaa. Koska magneettivuon induktio putkessa on , niin magneettivuon kasvaessa putken poikkileikkauksen läpi pistepinta-ala kasvaa suhteellisesti, mikä puolestaan ​​​​johtaa supernovan kirkkauden kasvuun. On havaittu, että noin puolet supernovan valoenergiasta vapautuu kirkkauden lisääntymisvaiheessa ja toinen puoli vapautuu käyrän vaimenevassa osassa. Tämä näkyy erityisesti kuvassa 1. 1-2 vuorokautta kestävän maksimin ylityksen jälkeen kirkkaus vähenee nopeasti tähtien suuruuksilla, ts. ajallaan. Sen jälkeen alkaa eksponentiaalinen lasku. Mutta tyypin I supernovien hajoamisalue on yleensä yli 10 kertaa pidempi kuin nouseva alue. Mallissamme supernovan kaikki energia muodostuu putoavan aineen gravitaatioenergiasta (4). Tästä seuraa, että musta aukko absorboi noin puolet planeetan massasta kirkkauden kasvun alueella ja toisen puolen käyrän vaimenemisvaiheessa. Tämä tarkoittaa, että saatuaan puolet planeetan massasta, musta aukko vangitsee melkein koko planeetan magneettivuon, ja putken poikkileikkauspinta-ala lakkaa kasvamasta. Koska reiän (kuten planeettojen) dipolimagneettikenttää ylläpitää rengasvirta, niin tämän virran asteittaisen vaimenemisen myötä magneettivuo pienenee, vastaavasti putken poikkileikkauspinta-ala pienenee. , mikä johtaa supernovan kirkkauden vähenemiseen. Putkea ympäröivä rengasvirta voidaan esittää jollain likimääräisellä toruksella, jonka induktanssi on L ja aktiivinen resistanssi R. Tällaisessa suljetussa piirissä virran vaimennus tapahtuu tunnetun eksponentiaalilain mukaan:

missä on alkuvirran arvo (tässä tapauksessa ).

On huomattava, että syy energian vapautumiseen supernova-valokäyrän vaimenemisen alueella on edelleen ratkaisemattomien ongelmien joukossa. Tyypin I supernovien käyrän tasaisen vaimenemisen segmentille (kuva 1) on ominaista suuri samankaltaisuus. Säteilytehoa vaimenemisen aikana kuvaa hyvin eksponentti:

Missä ovat kaikkien tyypin I supernovien päivät? Tämä yksinkertainen riippuvuus kestää supernovahavaintojen loppuun asti. Ennätysmäinen 700 päivän hajoaminen havaittiin supernovassa, joka räjähti galaksissa NGC 5253 vuonna 1972. Tämän käyrän osan selittämiseksi vuonna 1956 ryhmä amerikkalaisia ​​tähtitieteilijöitä (Baade et al.) ehdotti hypoteesin, jonka mukaan energian vapautuminen hajoamisosassa tapahtuu johtuen radioaktiivinen hajoaminen isotoopin kalifornium-254 ytimet, joiden puoliintumisaika on 55 päivää, vastaavat suunnilleen eksponentin arvoa. Tämä vaatii kuitenkin epärealistisen suuren määrän tätä harvinaista isotooppia. Vaikeuksia syntyy yritettäessä käyttää radioaktiivinen isotooppi nikkeli-56, joka hajoaa puoliintumisajalla 6,1 päivää, muuttuu radioaktiiviseksi koboltti-56:ksi, joka hajoaa puoliintumisajalla 77 päivää, jolloin muodostuu stabiili isotooppi rauta-56. Tällä selitystavalla merkittävä ongelma on ionisoidun koboltin vahvojen viivojen puuttuminen tyypin I supernovien spektristä maksimikirkkauden jälkeen.

Mallissamme supernovasäteilytehon eksponentiaalinen lasku selittyy rengasvirran arvon eksponentiaalisella laskulla (22), koska . Jossa päivää. Kuvan 1 käyrän kupera leikkaus (merkitty kirjaimella ) voidaan tulkita seuraavasti. Maksimikirkkaudella planeetan magneettivuo edelleen vangitsee musta aukko, mutta magneettivuon kasvu on jo yhtä suuri kuin rengasvirran vaimenemisen aiheuttamat häviöt. Kun käyrän kupera osio laskee, planeetan magneettikentän jäännökset absorboituvat. Ja lopuksi osan läpi kulkemisen jälkeen magneettivuon virtaus mustaan ​​aukkoon pysähtyy kokonaan ja alkaa eksponentiaalinen lasku putken ympärillä kiertävän rengasvirran vaimenemisen vuoksi.

Koska magneettivuot mustan aukon etelä- ja pohjoisnavan putkissa ovat yhtä suuret, tarkastelkaamme prosessia, jossa planeetan toisella pallonpuoliskolla oleva reikä sieppaa magneettikentän. Valitaan planeetan keskiosasta pallo, jonka säde ja jonka sisällä olevan magneettikentän keskimääräinen induktio on yhtä suuri kuin . Sitten pallon poikkileikkausalueen läpi kulkeva magneettivuo, joka on kohtisuorassa halkaisijan läpi kulkevaan vektoriin nähden:

missä on leikkaussäde. Differentioinnin jälkeen pääsemme yhtälöön:

Yhden pallonpuoliskon massa, jonka säde ja keskimääräinen aineen tiheys:

Tästä johtuu erojen välinen suhde:

Kohdista (25) ja (27) saamme:

Viimeinen lauseke kuvaa magneettivuon muutosnopeutta yhdellä pallonpuoliskolla massan muutoksella ja tarkoittaa itse asiassa seuraavaa. Jos musta aukko absorboi massan planeetalta, se vangitsee yhdessä tämän massan kanssa planeetan magneettivuon, joka on yhtä suuri kuin . Lisäksi, kun otetaan huomioon, että ja , jossa yhden pallonpuoliskon tilavuus, saadaan suhde:

Tästä syystä magneettivuon muutosnopeus massan virtauksen aikana planeetalta mustaan ​​aukkoon:

Ilmeisesti planeetan magneettivuon muutosnopeus on yhtä suuri kuin reiän magneettivuon muutosnopeus. Yhtälöt (30) ja (29) pätevät myös reiän arvoille ja m:lle. Tämän näkemiseksi voimme kuvitella, että massa ja magneettivuo virtaavat vastakkaiseen suuntaan - pallomaisesta mustasta aukosta planeetalle.

Tarkastelemamme mustan aukon tapauksessa melkein kaikki sen magneettikenttä on keskittynyt putkiin navoissa ja sitä varten ja missä on putken poikkileikkauspinta-ala. Tuloksena (29) saamme yhtälön:

missä vastaa putken läpi kulkenutta massaa siihen mennessä, kun supernova on jo näkyvissä kaukoputken läpi, putken poikkileikkauspinta-ala on . Integraalien laskemisen jälkeen päädymme suhteeseen:

tai , ja:

Sieltä löytyy aika, jolloin supernova saavuttaa maksimikirkkautensa kaukaisen tarkkailijan näkökulmasta. Olosuhteet, joiden avulla voimme eliminoida kertoimen K:

Kuten jo todettiin, noin puolet supernovan valoemission energiasta vapautuu kirkkauden kasvuvaiheessa ja toinen puoli sen heikkenemisvaiheessa. Tämä tarkoittaa, että planeetan koko magneettikenttä on siirtynyt mustaan ​​aukkoon siihen mennessä, kun noin puolet planeetan massasta on imeytynyt. Esimerkiksi Maan ytimen massa, johon lähes kaikki sen magneettivuo on keskittynyt, on . Tämä on hieman alle puolet planeetan massasta. Mutta kuvio 2 osoittaa, että aineen virtaus reikään tapahtuu pääasiassa suuntiin, jotka ovat lähellä pyörimisakselia. Siksi koko ytimen sieppaushetkellä jokin osa vaippa-aineesta vangitaan myös subpolaarisista alueista. Voidaan olettaa, että kun planeetan koko magneettikenttä on absorboitunut, molempien magneettiputkien läpi reiän napoissa kulkenut massa voi olla noin puolet planeetan massasta. Jos otamme myös huomioon, että tarkastelimme planeetan aineen absorptioprosessia mustassa aukossa vain yhdellä pallonpuoliskolla, niin keskimääräisen kirkkauden supernovassa. Fysikaalisesti M 0 on kokonaismassa, joka on kulkenut yhden magneettiputken poikkileikkauksen läpi siihen mennessä, kun huippusäteilyteho saavutetaan. Supernovahavainnon alkua vastaava massa löytyy seuraavasti. Kohdasta (13) ja (31) suhde on seuraava:

tai integroinnin jälkeen:

mistä se seuraa

On tunnettua, että supernovien kirkkauden amplitudi (minimi- ja maksimikirkkauden ero) on tähtien magnitudeja. Olkoon amplitudi yhtä suuri kuin 16 magnitudin keskiarvo. Sitten (16) seuraa ja edelleen (38) saamme . Sen jälkeen kun on korvattu (35) muiden fyysisten suureiden numeeriset arvot , ja yhden kuuman pisteen alue kaukaisen tarkkailijan näkökulmasta, löydämme ajan, jolloin supernova saavuttaa maksimikirkkautensa päivän ulkoiselle tarkkailijalle. Tämä on hyvin sopusoinnussa taulukossa 1 esitettyjen havaintotietojen kanssa, jossa tämä aika on vuorokaudessa. Kirkkauden amplitudin logaritmin ominaisuuksista johtuen 15 ja 17 magnitudia antavat myös hyväksyttävät arvot 17,9 ja 20,3 päivää.

Näin ollen yllä ehdotettu supernovamalli, joka perustuu planeetan absorptioon pieneen mustaan ​​aukkoon, pystyy selittämään kaikki supernovien tärkeimmät havaitut ominaisuudet, kuten valon säteilyn kokonaisenergian, säteilytehon, ajan, joka kuluu supernova saavuttaa maksimaalisen kirkkautensa ja osoittaa myös syyn energian vapautumiseen hajoamisalueella. Supernova brilliance. Planetaarisen supernovan kehityksen alkuvaiheessa, kun planeetta hajoaa, voi ilmeisesti sinkoutua kuuman plasman pilvi, jonka lämpötila on, mikä aiheuttaa todellisissa supernoveissa havaitun gammasäteilyn välähdyksen. Teoria myös selittää ominaisuudet valokäyrä (kuva 1).

On myös mielenkiintoista tehdä joitain arvioita planeetan supernovan vaikutusasteesta keskustähteen. Supernova-säteilyvuon tiheys etäisyyden päässä klo tulee olemaan . Tämä on monta suuruusluokkaa suurempi kuin sen oman säteilyn vuontiheys Auringon kaltaisen tähden pinnasta (). Suhteesta seuraa, että supernovasäteilyn vaikutuksesta Auringon pinnan lämpötila nousisi arvosta . On helppo laskea, että vain päivinä lähellä "planetaarisen" supernovan maksimikirkkautta Auringon kaltainen tähti saisi lämpöenergiaa , missä on tähden säde. Aurinko itse tuottaa tämän energian 577 vuodessa. Voidaan olettaa, että niin korkea kuumennus johtaa tähden lämpöstabiilisuuden menettämiseen. Nykyisten laskelmien mukaan tavallisia tähtiä voi säilyttää lämpöstabiilisuuden vain hitaasti nousevan lämpötilan aikana, kun tähdellä on aikaa laajentua ja laskea lämpötilaansa. Riittävän nopea lämpötilan nousu voi johtaa vakauden menettämiseen ja tähden lämpöydinreaktorin räjähtämiseen. Olemassa olevan mallin mukaan Auringon kaltaisessa tähdessä vetysyklin lämpöydinreaktiot tapahtuvat alueella, joka on enintään 0,3 säteen päässä tähden keskustasta, jossa lämpötila vaihtelee 15,5 - 5 miljoonan kelvinin välillä. Säteiden etäisyyksillä lämpöenergiaa siirretään pintaa kohti säteilyn avulla. Yläpuolella, aivan tähden pinnalla on turbulentti konvektiivinen vyöhyke, jossa lämpöenergia siirtyy pystysuorat liikkeet aineet. Auringossa pystysuorien konvektiivisten liikkeiden keskinopeus on . Meidän tapauksessamme tähden pinnan kuumentaminen yli 100 tuhannen asteen lämpötilaan hidastaa konvektionopeutta ja nostaa laskeutuvien ainevirtojen lämpötilaa. Tämän seurauksena tähti muistuttaa ydinreaktori jäähdytys on osittain pois päältä. Konvektiivisten virtausten pystysuoralla nopeudella planeetan supernovasta saatu lämpöenergia, joka on kulkenut noin , saavuttaa konvektiivisen vyöhykkeen alarajan juuri .

Kun tähden konvektiivinen kerros kuumenee säteilyenergian ja kuumempien konvektiivisten virtausten vuoksi, tähden supernovaa päin olevalla puolella kaasu laajenee ja muodostuu pullistuma. Tähtien vastaanottama lämpöenergia muunnetaan gravitaatioenergiaksi. Mahdollinen energia muodostui "kyhmy". Tämä aiheuttaa gravitaatiovoimien epätasapainon tähden sisällä. Syvä aine, ydinalue mukaan lukien, alkaa virrata siten, että gravitaatiotasapaino palautuu. Viskoosi kitka johtaa siihen, että virtausten kineettinen energia muunnetaan aineen lämpöenergiaksi. Koska tähti pyörii, "kyhmy" liikkuu jatkuvasti. Tästä johtuen lämmön virtaus ja vapautuminen tähden sisällä jatkuu, kunnes supernova loistaa. Tämän seurauksena tähden syväaine saa lyhyessä ajassa saman lämpöenergian, jonka tähti itse tuottaa satojen vuosien aikana. Ilmeisesti joissakin tapauksissa tämä riittää aiheuttamaan tähden lämpöstabiilisuuden menetyksen. Jonkin verran liiallista lämpötilan nousua tähden syvyyksissä johtaa lämpöydinreaktioiden nopeuden nousuun, mikä puolestaan ​​johtaa vielä suurempaan lämpötilan nousuun, ts. lämpöydinpolttoaineen polttoprosessi alkaa kiihtyä itsestään ja peittää yhä enemmän tähtiä, mikä lopulta johtaa todennäköisesti sen räjähtämiseen.

Jos räjähdysprosessi alkaa kerroksista, jotka sijaitsevat hieman tähden ytimen yläpuolella, se puristuu voimakkaasti. Niissä tapauksissa, joissa tähdellä on riittävän massiivinen heliumin ydin (massa pienempi kuin ), räjähdyksen paine voi "työntää" sen romahtaakseen neutronitähdeksi. Koska räjähdys käynnistyy alun perin rajoitetulla tähden alueella, sillä voi olla epäsymmetrinen luonne, minkä seurauksena neutronitähti saa suuren impulssin. Tämä selittää hyvin, miksi neutronitähti kirjaimellisesti "ampuu ulos" supernovaräjähdyksen paikalta nopeudella noin 500 km/s ja jopa 1700 km/s (pulsari kitarasumussa). Tähden räjähdyksen energia kuluu erityisesti neutronitähden liike-energiaan ja ulospurkautuvan kaasun kineettiseen energiaan, joka sitten muodostaa tyypillisen laajenevan sumun. Tällaisia ​​energiatyyppejä kutsutaan yleisesti supernovaenergiaksi. Tällaisia ​​energiatyyppejä täydennetään myös neutriinovuon energialla, jonka säteilyn pitäisi seurata tähden ytimen romahtamisprosessia. Tässä suhteessa supernovan kokonaisenergiaksi arvioidaan joskus teoreettisesti joulea tai enemmän. Valoefektit pääsarjan tähtien räjähdyksen aikana, kuten jo todettiin, Imshennik V.S.:n laskelmien mukaan. ja Nadezhina D.K. , osoittautuvat paljon pienemmiksi kuin todelliset supernovat, joten lämpöprosessi ydinräjähdys tähdet voivat olla lähes näkymättömiä planeetan supernovaräjähdyksen taustalla.

Niissä tapauksissa, joissa normaalitähden räjähdysvoima ei riitä muuttamaan sen keskellä sijaitsevaa heliumydintä neutronitähdeksi, tämä ydin voidaan sinkoaa ympäröivään tilaan valkoisen kääpiön muodossa. Äskettäin löydetty valkoinen kääpiö LP 40-365, jonka avaruusnopeus on erittäin suuri, noin . Tätä nopeutta ei voi selittää sivuvaikutus kahden valkoisen kääpiön yhdistyessä, koska molemmat tähdet kuolevat prosessissa. Toisena mahdollisena syynä tällaisen esiintymiseen suuri nopeus Tarkastellaan prosessia, jossa valkoinen kääpiö kerää vetyä tähdestä läheisessä binäärijärjestelmässä. Kun tietty määrä vetyä kertyy, sen paine ja lämpötila saavuttavat kriittiset arvot ja kääpiön pinnalla lämpöydinräjähdys. Tällaisia ​​räjähdyksiä kutsutaan novaräjähdyksiksi ja ne voidaan toistaa. Mutta räjähdysten voima on tässä tapauksessa suhteellisen pieni ja kääpiö pysyy edelleen kiertoradalla. Nämä räjähdykset eivät voi vetää valkoista kääpiötä ulos binäärijärjestelmästä ja johtaa niin suuriin avaruusnopeuksiin kuin valkoinen kääpiö LP 40-365. Tämän kohteen löytö voi osoittaa, että Auringon kaltaiset tähdet voivat vastoin kaikkia odotuksia todella räjähtää.

Kuten jo todettiin, plasman sinkoutuminen planeetan ytimestä voi myös liittyä suurten roskien ja planeetan sulaneiden osien irtoamiseen, mukaan lukien rautaytimestä. Tämä voi erityisesti selittää rautameteoriittien alkuperän sekä kondrulien muodostumisen - meteoriiteissa, kuten kondriiteissa, esiintyvien silikaattikoostumuksen pallojen. Tunnetaan myös meteoriitti, jossa kondrulit ovat rautapalloja. Joidenkin raporttien mukaan tämä meteoriitti on tallennettu Nikolaevskayaan tähtitieteen observatorio. Teoriassamme nivelet muodostuvat, kun sulatetta ruiskutetaan kuuman kaasun suihkuilla. Painottomuudessa sulatteen hiukkaset muodostavat palloja ja jähmettyvät jäähtyessään. Jos otamme huomioon, että aineen sinkoutumisnopeus planeetan sisältä voi ylittää tähdestä poistumisnopeuden, osa meteoriiteista ja asteroideista voi päästä aurinkokuntaan planeettajärjestelmät muut tähdet. Fragmenttien kanssa meteoriittiaine ei-maanpäällistä teknogeenistä alkuperää olevia esineitä voi ajoittain pudota maan päälle.

Toukokuussa 1931 Etonissa Coloradossa pieni metalliharkko törmäsi maahan puutarhassa työskennellyn maanviljelijän Fosterin lähellä. Kun maanviljelijä nosti sen, se oli vielä niin kuuma, että se poltti kätensä. Etonin meteoriittia tutki amerikkalainen asiantuntija H. Niniger. Hän havaitsi, että meteoriitti koostui Cu-Zn-seoksesta (66,8 % Cu ja 33,2 % Zn). Koostumukseltaan samanlaiset seokset tunnetaan maapallolla messinginä, joten meteoriitti luokiteltiin pseudometeoriittiksi. Tiedossa on myös muita omituisia tapauksia, joissa taivaalta putoavat epätavalliset yksilöt. Joten 5. huhtikuuta 1820 tulikuuma kalkkikiven pala putosi englantilaisen Escher-laivan kannelle. AT maalliset olosuhteet kemogeenisiä ja biogeenisiä kalkkikiviä muodostuu sedimentaatioprosessissa merten pohjalle. Geologi Wichmann, joka tutki tätä näytettä, totesi, että "tämä on kalkkikiveä, eikä siksi meteoriitti".

Internetissä on myös raportteja "outoista" keinotekoisen alkuperän esineiden löydöistä geologisissa esiintymissä, joiden ikä on kymmeniä ja satoja miljoonia vuosia. Tapauksissa, joissa tällaisen löydön luotettavuus on todistettu, voidaan olettaa, että se on epämaine keinotekoinen alkuperä löydetty artefakti.

halkeamissa suuria asteroideja planeetalta poistuva vesi, joka sisältää bakteereja, voi selviytyä. Näillä asteroideilla voi olla roolinsa Ajoneuvo bakteereille. Siksi planetaariset supernovat voivat edistää elämän laajenemista muihin tähtijärjestelmiin, mikä vahvistaa pohjaa panspermiateorialle. Tämän teorian mukaan elämää avaruudessa on lähes kaikkialla, missä on siihen suotuisat olosuhteet, ja se löytää keinoja siirtyä tähtijärjestelmästä toiseen.

Planetaariset supernovat, jotka aiheuttavat emotähden räjähdyksen, rikastavat avaruusympäristöä heliumia raskaammilla elementeillä (metallit). Tämä johtaa kaasu-pölypilvien muodostumiseen galakseihin. Tiedetään, että näissä pilvissä sisään moderni aikakausi on aktiivisia uusien tähtien ja planeettojen muodostumisprosesseja.

Työssä saatujen tulosten perusteella voimme päätellä, että sivilisaatiot, jotka käynnistävät planeettojen supernovat, todella myötävaikuttavat elämän leviämiseen galakseissa ja myös tuottavat niissä elämän elinympäristöä. Tämän ansiosta galaksien elämänketju ei katkea. Ilmeisesti tämä on lopullinen maali ja useimpien sivilisaatioiden olemassaolon kosminen merkitys. Voit lukea tästä lisää kirjoittajan esitteestä Black Holes and the Purpose of Biosphere Evolution.

Tietolähteet

1. Accretion (http://www.astronet.ru/db/msg/1172354? text_comp=gloss_graph.msn).
2. Tähtitieteilijät ovat löytäneet valkoisen kääpiön, joka selvisi supernovaräjähdyksestä (https://ria.ru/science/20170818/1500568296.html).
3. Blinnikov S.I. Gammasäteilypurkaukset ja supernovat (www.astronet.ru/db/msg/1176534/node3.html).
4. Bochkarev N.G. Magneettikentät avaruudessa. - M.: Nauka, 1985.
5. Gursky G. Neutronitähdet, mustat aukot ja supernovat. - Kirjassa: Päällä leikkaamisreuna astrofysiikka. - M.: Mir, 1979.
6. Gerels N., Piro L., Leonard P. Universumin kirkkaimmat räjähdykset. - "Tieteen maailmassa", 2003, nro 4 (http://astrogalaxy.ru/286.html).
7. Jacobs J. Maan ydin. - M.: Mir, 1979.
8. Zeldovich Ya.B., Blinnikov S.I., Shakura N.I. Fyysiset perusteet tähtien rakenne ja kehitys. - M.: Toim. Moskovan valtionyliopisto, 1981 (www.astronet.ru/db/msg/1169513/index.html).
9. Siegel F.Yu. Universumin substanssi. - M.: "Kemia", 1982.
10. Kononovich E.V., Moroz V.I. Yleinen kurssi tähtitiede. - M.: Pääkirjoitus URSS, 2004.
11. Kaufman W. Suhteellisuusteorian kosmiset rajat. - M.: Mir, 1981.
12. Casper W. Gravity - salaperäinen ja tavanomainen. - M.: Mir, 1987.
13. Kuzmichev V.E. Fysiikan lait ja kaavat. - Kiova: Naukova Dumka, 1989.
14. Müller E., Hilbrand W., Janka H-T. Kuinka räjäyttää tähti. - "Tieteen maailmassa" / Astrofysiikka / Nro 12, 2006.
15. Malli aineen kertymisestä supermassiiviseen mustaan ​​aukkoon/Luentoja yleisestä astrofysiikasta fyysikoille (http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/9lec/node 3 .html).
16. Mizner C., Thorn K., Wheeler J. Gravity, osa 2, 1977.
17. Martynov D.Ya. Yleinen astrofysiikan kurssi. - M.: Nauka, 1988.
18. Ei-räjähtävät supernovat: Teorian ongelmat (http://www.popmech.ru/article/6444-nevzryivayushiesya-sverhnovyie).
19. Narlikar J. Furious Universe. - M.: Mir, 1985.
20. Okun L.B., Selivanov K.G., Telegdi V.L. Painovoima, fotonit, kellot. UFN, osa 169, nro 10, 1999.
21. Pskovskiy Yu.P. Uudet ja supernovatähdet. - M., 1985 (http://www.astronet.ru/db/msg/1201870/07).
22. Rhys M., Ruffini R., Wheeler J. Mustat aukot, gravitaatioaallot ja kosmologia. - M.: Mir, 1977.
23. Rybkin V.V. Mustat aukot ja biosfäärien evoluution tarkoitus. - Novosibirsk, 2014, omakustanteinen.
24. Stacy F. Maan fysiikka. - M.: Mir, 1972.
25. Tunnetuin musta aukko osoitti tähtitieteilijöille magneettikentän (http://lenta.ru/news/2011/03/25/magnetic/_Prited.htm).
26. Hoyle F, Wickramasingh C. Komeetat ajoneuvona panspermian teoriassa. - Kirjassa: Komeetat ja elämän alkuperä. - M.: Mir, 1984.
27. Tsvetkov D. Yu. supernovat. (http://www.astronet.ru/db/msg/1175009).
28. Musta aukko (https://ru.wikipedia.org/wiki/Black hole).
29. Shklovsky I.S. Tähdet: heidän syntymänsä, elämänsä ja kuolemansa. - M.: Nauka, 1984.
30. Shklovsky I.S. Nykyajan astrofysiikan ongelmat. - M.: Nauka, 1988.
31. Gilfanov M., Bogdan A. Valkoisten kääpiöiden tyypin Ia supernovanopeuden lisääntymisen yläraja. - "Luonto", 18. helmikuuta 2010.
32. Zamaninasab M., Clausen-Brown E., Savolainen T., Tchekhovskoy A. Dynaamisesti tärkeitä magneettikenttiä accreting supermassive black holes lähellä. - Nature 510, 126–128, (5. kesäkuuta 2014).

Mustat aukot ovat ainoita kosmisia kappaleita, jotka pystyvät houkuttelemaan valoa painovoiman avulla. Ne ovat myös maailmankaikkeuden suurimpia esineitä. Emme todennäköisesti tiedä pian, mitä heidän tapahtumahorisonttinsa (tunnetaan "pisteenä, josta ei ole paluuta") lähellä tapahtuu. Nämä ovat maailmamme salaperäisimpiä paikkoja, joista vuosikymmenien tutkimuksesta huolimatta tiedetään toistaiseksi hyvin vähän. Tämä artikkeli sisältää 10 tosiasiaa, joita voidaan kutsua kiehtovimmaksi.

Mustat aukot eivät ime ainetta.

Monet ihmiset ajattelevat mustaa aukkoa eräänlaisena "kosmisena pölynimurina", joka vetää ympäröivään tilaan. Itse asiassa mustat aukot ovat tavallisia avaruusobjekteja, joilla on poikkeuksellisen vahva gravitaatiokenttä.

Jos Auringon tilalle syntyisi samankokoinen musta aukko, maapalloa ei vetäisi sisäänpäin, vaan se pyörisi samalla kiertoradalla kuin nykyään. Mustien aukkojen lähellä sijaitsevat tähdet menettävät osan massastaan ​​tähtituulen muodossa (tätä tapahtuu minkä tahansa tähden olemassaolon aikana) ja mustat aukot imevät vain tämän aineen.

Karl Schwarzschild ennusti mustien aukkojen olemassaolon

Karl Schwarzschild oli ensimmäinen, joka sovelsi Einsteinin yleistä suhteellisuusteoriaa perustellakseen "pisteen, josta ei ole paluuta", olemassaoloa. Einstein itse ei ajatellut mustia aukkoja, vaikka hänen teoriansa mahdollistaa niiden olemassaolon ennustamisen.

Schwarzschild teki ehdotuksensa vuonna 1915, juuri sen jälkeen, kun Einstein julkaisi yleisen suhteellisuusteoriansa. Silloin syntyi termi "Schwarzschild-säde", arvo, joka kertoo kuinka paljon objektia on puristettava, jotta siitä tulee musta aukko.

Teoreettisesti mistä tahansa voi tulla musta aukko riittävällä puristuksella. Mitä tiheämpi esine, sitä vahvemman painovoimakentän se luo. Esimerkiksi maasta tulisi musta aukko, jos maapähkinän kokoisella esineellä olisi sen massa.

Mustat aukot voivat synnyttää uusia universumeja

Ajatus siitä, että mustat aukot voivat synnyttää uusia universumeja, vaikuttaa absurdilta (varsinkin kun emme ole vieläkään varmoja muiden universumien olemassaolosta). Siitä huolimatta tutkijat kehittävät aktiivisesti tällaisia ​​teorioita.

Hyvin yksinkertaistettu versio yhdestä näistä teorioista on seuraava. Maailmassamme on poikkeuksellisen suotuisat olosuhteet elämän syntymiselle. Jos jokin fysikaalisista vakioista muuttuisi edes vähän, emme olisi tässä maailmassa. Mustien aukkojen singulariteetti kumoaa tavallisia lakeja fysiikka ja voi (ainakin teoriassa) synnyttää uuden maailmankaikkeuden, joka on erilainen kuin meidän.

Mustat aukot voivat muuttaa sinusta (ja mistä tahansa) spagettia

Mustat aukot venyttävät lähellä olevia esineitä. Nämä esineet alkavat muistuttaa spagettia (on jopa erityinen termi- "spagettiminen").

Tämä johtuu tavasta, jolla gravitaatio toimii. AT Tämä hetki jalkasi ovat lähempänä maan keskustaa kuin pääsi, joten ne vetoavat voimakkaammin. Mustan aukon pinnalla painovoiman ero alkaa toimia sinua vastaan. Jalat houkuttelevat mustan aukon keskustaa nopeammin ja nopeammin, jotta ylempi puolisko keho ei pysy niiden perässä. Tulos: spagetti!

Mustat aukot haihtuvat ajan myötä

Mustat aukot eivät vain absorboi tähtituulta, vaan myös haihtuvat. Tämä ilmiö löydettiin vuonna 1974 ja nimettiin Hawkingin säteilyksi (löydön tehneen Stephen Hawkingin mukaan).

Ajan myötä musta aukko voi antaa kaiken massansa ympäröivään tilaan tämän säteilyn mukana ja kadota.

Mustat aukot hidastavat aikaa ympärillään

Kun lähestyt tapahtumahorisonttia, aika hidastuu. Ymmärtääksemme miksi näin tapahtuu, meidän on käännyttävä "kaksoisparadoksiin", ajatuskokeilu, jota käytetään usein havainnollistamaan Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian perusteita.

Toinen kaksoisveljistä jää maan päälle, kun taas toinen lentää avaruusmatkalle liikkuen valon nopeudella. Palattuaan Maahan kaksois huomaa, että hänen veljensä on ikääntynyt enemmän kuin hän, koska kun liikkuu lähellä valonnopeutta, aika kuluu hitaammin.

Kun lähestyt mustan aukon tapahtumahorisonttia, liikut niin suurella nopeudella, että aika hidastuu puolestasi.

Mustat aukot ovat edistyneimmät voimalaitokset

Mustat aukot tuottavat energiaa paremmin kuin aurinko ja muut tähdet. Tämä johtuu heidän ympärillään pyörivästä asiasta. Ylittämällä tapahtumahorisontin suurella nopeudella, mustan aukon kiertoradalla oleva aine kuumenee äärimmäisen korkeita lämpötiloja. Tätä kutsutaan mustan kappaleen säteilyksi.

Vertailun vuoksi ydinfuusion aikana 0,7 % aineesta muuttuu energiaksi. Mustan aukon lähellä 10 % aineesta muuttuu energiaksi!

Mustat aukot vääntävät tilaa ympärilleen

Tilaa voidaan pitää venytettynä kuminauhana, johon on piirretty viivoja. Jos asetat esineen lautaselle, se muuttaa muotoaan. Mustat aukot toimivat samalla tavalla. Niiden äärimmäinen massa vetää puoleensa kaiken, myös valon (jonka säteitä analogiaa jatkaen voitaisiin kutsua viivoiksi lautasella).

Mustat aukot rajoittavat tähtien määrää universumissa

Tähdet syntyvät kaasupilvistä. Jotta tähtien muodostuminen voisi alkaa, pilven täytyy jäähtyä.

Mustien kappaleiden säteily estää kaasupilvien jäähtymisen ja tähtien muodostumisen.

Teoriassa mistä tahansa esineestä voi tulla musta aukko.

Ainoa ero aurinkomme ja mustan aukon välillä on painovoiman voimakkuus. Se on paljon vahvempi mustan aukon keskustassa kuin tähden. Jos aurinkomme puristuisi halkaisijaltaan noin viiteen kilometriin, se voisi olla musta aukko.

Teoriassa mistä tahansa voi tulla musta aukko. Käytännössä tiedämme, että mustat aukot syntyvät vain valtavien tähtien romahtamisen seurauksena, jotka ylittävät Auringon massan 20-30 kertaa.

Rajaton universumi on täynnä salaisuuksia, arvoituksia ja paradokseja. Huolimatta siitä, että moderni tiede on tehnyt valtavan harppauksen eteenpäin avaruustutkimuksessa, paljon tässä valtavassa maailmassa on edelleen käsittämätöntä ihmisen maailmankuvalle. Tiedämme paljon tähdistä, sumuista, klusteista ja planeetoista. Universumin laajuudessa on kuitenkin sellaisia ​​esineitä, joiden olemassaolosta voimme vain arvailla. Tiedämme esimerkiksi hyvin vähän mustista aukoista. Perustieto ja tieto mustien aukkojen luonteesta perustuu oletuksiin ja olettamuksiin. Astrofyysikot ja atomitutkijat ovat kamppailleet tämän asian kanssa yli kymmenen vuoden ajan. Mikä on musta aukko avaruudessa? Mikä on tällaisten esineiden luonne?

Puhutaan mustista aukoista yksinkertaisin sanoin

Jotta voisi kuvitella, miltä musta aukko näyttää, riittää nähdä tunnelista lähtevän junan hännän. Kun juna syvenee tunneliin, viimeisen vaunun merkkivalot pienenevät, kunnes ne katoavat kokonaan näkyvistä. Toisin sanoen nämä ovat esineitä, joihin hirviömäisen vetovoiman vuoksi jopa valo katoaa. Alkuainehiukkaset, elektronit, protonit ja fotonit eivät pysty ylittämään näkymätöntä estettä, ne putoavat tyhjyyden mustaan ​​kuiluun, joten tällaista avaruuden aukkoa kutsuttiin mustaksi. Hänen sisällään ei ole pienintäkään valoisa alue, kiinteä musta ja ääretön. Mitä mustan aukon toisella puolella on, ei tiedetä.

Tällä avaruuspölynimurilla on valtava vetovoima, ja se pystyy absorboimaan koko galaksin kaikkine tähtijoukkoineen ja -superklusteineen, joissa on käynnistyviä sumuja ja pimeää ainetta. Kuinka tämä on mahdollista? Jää vain arvailla. Tässä tapauksessa tuntemamme fysiikan lait halkeilevat saumoissa eivätkä anna selitystä käynnissä oleville prosesseille. Paradoksin ydin on siinä, että tietyssä universumin osassa kappaleiden painovoiman vuorovaikutus määräytyy niiden massan mukaan. Niiden laadullinen ja määrällinen koostumus ei vaikuta prosessiin, jossa yksi kohde imeytyy toiseen. Hiukkaset, jotka ovat saavuttaneet kriittisen määrän tietyllä alueella, siirtyvät vuorovaikutuksen toiselle tasolle, jossa gravitaatiovoimat muuttuvat vetovoimaksi. Painovoiman vaikutuksesta oleva ruumis, esine, aine tai aine alkaa kutistua ja saavuttaa valtavan tiheyden.

Suunnilleen tällaisia ​​prosesseja tapahtuu neutronitähden muodostumisen aikana, jolloin tähtiaine puristuu tilavuudeltaan sisäisen painovoiman vaikutuksesta. Vapaat elektronit yhdistyvät protonien kanssa muodostaen sähköisesti neutraaleja hiukkasia, joita kutsutaan neutroneiksi. Tämän aineen tiheys on valtava. Jalostetun sokerin palan kokoinen ainehiukkanen painaa miljardeja tonneja. Tässä olisi tarkoituksenmukaista palauttaa mieleen yleinen suhteellisuusteoria, jossa tila ja aika ovat jatkuvia suureita. Siksi pakkausprosessia ei voida pysäyttää puolivälissä, joten sillä ei ole rajoituksia.

Mahdollisesti musta aukko näyttää aukolta, jossa voi tapahtua siirtymä avaruuden osasta toiseen. Samalla tilan ja ajan ominaisuudet muuttuvat kiertyen aika-avaruussuppiloksi. Tämän suppilon pohjan saavuttaessa mikä tahansa aine hajoaa kvanteiksi. Mitä on mustan aukon, tämän jättiläisaukon, toisella puolella? Ehkä on olemassa toinen tila, jossa muut lait toimivat ja aika virtaa päinvastaiseen suuntaan.

Suhteellisuusteorian yhteydessä mustan aukon teoria on seuraava. Avaruuden pisteellä, jossa gravitaatiovoimat ovat puristaneet minkä tahansa aineen mikroskooppisiin mittoihin, on valtava vetovoima, jonka suuruus kasvaa äärettömään. Ajan ryppy ilmestyy ja tila on kaareva, sulkeutuu yhteen pisteeseen. Mustan aukon nielemät esineet eivät pysty vastustamaan tämän hirvittävän pölynimurin sisäänvetovoimaa yksinään. Edes kvanttien hallussa oleva valon nopeus ei anna alkuainehiukkasten voittaa vetovoimaa. Jokainen sellaiseen pisteeseen päässyt kappale lakkaa olemasta aineellinen esine ja sulautuu aika-avaruuskuplaan.

Mustat aukot tieteen kannalta

Jos kysyt itseltäsi, kuinka mustat aukot muodostuvat? Yksittäistä vastausta ei tule. Universumissa on paljon paradokseja ja ristiriitoja, joita ei voida selittää tieteen näkökulmasta. Einsteinin suhteellisuusteoria sallii vain teoreettisen selityksen tällaisten esineiden luonteesta, mutta kvanttimekaniikka ja fysiikka ovat tässä tapauksessa vaiti.

Kun yritetään selittää käynnissä olevia prosesseja fysiikan laeilla, kuva näyttää tältä. Esine, joka muodostuu massiivisen tai supermassiivisen kosmisen kappaleen jättimäisen painovoiman puristumisen seurauksena. Tällä prosessilla on tieteellinen nimi - gravitaatioromahdus. Termi "musta aukko" esiintyi ensimmäisen kerran tiedeyhteisössä vuonna 1968, kun amerikkalainen tähtitieteilijä ja fyysikko John Wheeler yritti selittää tähtien romahtamisen tilaa. Hänen teoriansa mukaan painovoiman romahtamisen läpikäyneen massiivisen tähden tilalle ilmestyy tilallinen ja ajallinen aukko, jossa vaikuttaa jatkuvasti kasvava puristus. Kaikki, mistä tähti koostuu, menee itsensä sisään.

Tällainen selitys antaa meille mahdollisuuden päätellä, että mustien aukkojen luonne ei liity millään tavalla maailmankaikkeudessa tapahtuviin prosesseihin. Kaikki mitä tapahtuu tämän kohteen sisällä, ei vaikuta ympäröivään tilaan millään tavalla yhdellä "MUTTA". Mustan aukon gravitaatiovoima on niin voimakas, että se taivuttaa avaruutta, jolloin galaksit pyörivät mustien aukkojen ympärillä. Näin ollen syy siihen, miksi galaksit ovat spiraalien muotoisia, tulee selväksi. Kuinka paljon aikaa kestää valtava galaksi Linnunrata katosi supermassiivisen mustan aukon kuiluun, ei ole tiedossa. Mielenkiintoinen tosiasia on, että mustat aukot voivat ilmaantua missä tahansa ulkoavaruuden kohdassa, missä ne on luotu tätä varten. ihanteelliset olosuhteet. Tällainen ajan ja tilan ryppy tasoittaa valtavia nopeuksia, joilla tähdet pyörivät ja liikkuvat galaksin avaruudessa. Aika mustassa aukossa virtaa toisessa ulottuvuudessa. Tällä alueella ei voida tulkita fysiikan näkökulmasta painovoimalakeja. Tätä tilaa kutsutaan mustan aukon singulariteettiksi.

Mustat aukot eivät näytä ulkoisia tunnistusmerkkejä, niiden olemassaolo voidaan arvioida muiden käyttäytymisen perusteella avaruusobjekteja joihin vaikuttaa gravitaatiokentät. Koko kuva taistelusta elämästä ja kuolemasta tapahtuu mustan aukon rajalla, joka on peitetty kalvolla. Tätä suppilon kuvitteellista pintaa kutsutaan "tapahtumahorisonttiksi". Kaikki, mitä näemme tähän rajaan asti, on konkreettista ja aineellista.

Skenaariot mustien aukkojen muodostumisesta

John Wheelerin teoriaa kehitettäessä voimme päätellä, että mustien aukkojen mysteeri ei ole muodostumassa. Musta aukko muodostuu neutronitähden romahtamisen seurauksena. Lisäksi tällaisen esineen massan tulisi ylittää Auringon massa vähintään kolme kertaa. Neutronitähti kutistuu, kunnes sen oma valo ei enää pääse pakoon painovoiman tiukasta otteesta. On olemassa raja, johon tähti voi kutistua synnyttääkseen mustan aukon. Tätä sädettä kutsutaan gravitaatiosäde. Massiivisten tähtien kehityksen loppuvaiheessa gravitaatiosäteen tulisi olla useita kilometrejä.

Nykyään tutkijat ovat saaneet epäsuoraa näyttöä mustien aukkojen esiintymisestä kymmenessä röntgensäteessä. kaksoistähtiä. Röntgentähdellä, pulsarilla tai pursottimella ei ole kiinteää pintaa. Lisäksi niiden massa lisää massaa kolme aurinkoa. Ulkoavaruuden nykyinen tila Cygnuksen tähdistössä, röntgentähti Cygnus X-1, mahdollistaa näiden omituisten esineiden muodostumisen jäljittämisen.

Tutkimusten ja teoreettisten oletusten perusteella on olemassa neljä skenaariota mustien tähtien muodostumiselle tieteessä nykyään:

• massiivisen tähden painovoiman romahtaminen viimeinen taso sen evoluutio;
• galaksin keskialueen romahtaminen;
• mustan aukon muodostuminen käynnissä alkuräjähdys;
• kvanttimustien aukkojen muodostuminen.

Ensimmäinen skenaario on realistisin, mutta nykyään tuttujen mustien tähtien määrä ylittää tunnettujen neutronitähtien määrän. Ja maailmankaikkeuden ikä ei ole niin suuri kuin sellainen luku massiivisia tähtiä voisi käydä läpi koko evoluutioprosessin.

Toisella skenaariolla on oikeus elämään, ja tästä on elävä esimerkki - supermassiivinen musta aukko Jousimies A *, joka on suojassa galaksimme keskellä. Tämän kohteen massa on 3,7 auringon massaa. Tämän skenaarion mekanismi on samanlainen kuin painovoiman romahtamisskenaariossa, sillä ainoa ero on, että romahdus ei ole tähti, vaan tähtienvälinen kaasu. Gravitaatiovoimien vaikutuksesta kaasu puristuu kriittiseen massaan ja tiheyteen. Kriittisellä hetkellä aine hajoaa kvanteiksi muodostaen mustan aukon. Tämä teoria on kuitenkin kyseenalainen, koska Columbian yliopiston tähtitieteilijät tunnistivat äskettäin Sagittarius A* mustan aukon satelliitit. Ne osoittautuivat moniksi pieniä mustia aukkoja, jotka luultavasti muodostuivat eri tavalla.

Kolmas skenaario on enemmän teoreettinen ja liittyy Big Bang -teorian olemassaoloon. Universumin muodostuessa osa aineesta ja gravitaatiokentistä vaihtelivat. Toisin sanoen prosessit kulkivat eri polulla, johon ei liity tunnetut prosessit kvanttimekaniikka ja ydinfysiikka.

Viimeinen skenaario keskittyy ydinräjähdyksen fysiikkaan. Ainepakkauksissa, ydinreaktioiden prosessissa, gravitaatiovoimien vaikutuksesta tapahtuu räjähdys, jonka paikalle muodostuu musta aukko. Aine räjähtää sisäänpäin ja imee kaikki hiukkaset.

Mustien aukkojen olemassaolo ja kehitys

Karkea käsitys tällaisten outojen avaruusobjektien luonteesta on mielenkiintoista jotain muuta. Mitkä ovat mustien aukkojen todelliset koot, kuinka nopeasti ne kasvavat? Mustien aukkojen mitat määräytyvät niiden painovoimasäteen mukaan. Mustien aukkojen tapauksessa mustan aukon säde määräytyy sen massan mukaan ja sitä kutsutaan Schwarzschildin säteeksi. Esimerkiksi jos esineellä on massa samanlainen paino planeettamme, niin Schwarzschildin säde on tässä tapauksessa 9 mm. Päävalaisimemme säde on 3 km. Keskimääräinen tiheys Musta aukko, joka muodostuu tähden paikkaan, jonka massa on 108 aurinkomassaa, on lähellä veden tiheyttä. Tällaisen muodostuman säde on 300 miljoonaa kilometriä.

On todennäköistä, että tällaiset jättimäiset mustat aukot sijaitsevat galaksien keskellä. Tähän mennessä tunnetaan 50 galaksia, joiden keskellä on valtavia aika- ja avaruuskaivoja. Tällaisten jättiläisten massa on miljardeja Auringon massasta. Voidaan vain kuvitella, kuinka valtava ja hirviömäinen vetovoima sellaisella reiällä on.

Mitä tulee pieniin reikiin, nämä ovat miniesineitä, joiden säde saavuttaa mitättömät arvot, vain 10¯¹² cm. Tällaisen murun massa on 10¹⁴g. Tällaisia ​​muodostelmia syntyi alkuräjähdyksen aikaan, mutta ajan myötä niiden koko kasvoi ja nykyään ne leijuvat ulkoavaruudessa hirviöinä. Olosuhteet, joissa pienten mustien aukkojen muodostuminen tapahtui, tutkijat yrittävät nykyään luoda uudelleen maanpäällisissä olosuhteissa. Näitä tarkoituksia varten kokeita suoritetaan elektronitörmäyttimissä, joiden kautta alkuainehiukkaset kiihdytetään valonnopeuteen. Ensimmäiset kokeet mahdollistivat kvarkkigluoniplasman saamisen laboratorio-olosuhteissa - ainetta, joka oli olemassa maailmankaikkeuden muodostumisen kynnyksellä. Tällaiset kokeet antavat meille mahdollisuuden toivoa, että musta aukko maapallolla on ajan kysymys. Toinen asia on, muuttuuko tällainen ihmistieteen saavutus katastrofiksi meille ja planeetallemme. Luomalla keinotekoisesti mustan aukon voimme avata Pandoran lippaan.

Viimeaikaiset havainnot muista galakseista ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden löytää mustia aukkoja, joiden mitat ylittävät kaikki ajateltavissa olevat odotukset ja oletukset. Tällaisten kohteiden kanssa tapahtuva evoluutio mahdollistaa paremman käsityksen, miksi mustien aukkojen massa kasvaa, mikä on sen todellinen raja. Tiedemiehet ovat tulleet siihen johtopäätökseen, että kaikki tunnetut mustat aukot ovat kasvaneet omaansa todellisia kokoja 13-14 miljardin vuoden sisällä. Kokoero johtuu ympäröivän tilan tiheydestä. Jos mustalla aukolla on tarpeeksi ravintoa painovoiman ulottuvilla, se kasvaa harppauksin saavuttaen satojen ja tuhansien aurinkomassojen massan. Tästä syystä galaksien keskellä sijaitsevien objektien jättimäinen koko. Massiivinen tähtijoukko, valtavat massat tähtienvälistä kaasua ovat runsaasti kasvun ravintoa. Kun galaksit sulautuvat yhteen, mustat aukot voivat sulautua yhteen ja muodostaa uuden supermassiivisen objektin.

Analyysin mukaan evoluutioprosessit, on tapana erottaa kaksi mustien aukkojen luokkaa:

• esineet, joiden massa on 10 kertaa auringon massa;
• massiivisia esineitä, joiden massa on satoja tuhansia, miljardeja auringon massoja.

Siellä on mustia aukkoja, joiden keskimääräinen keskimassa on 100-10 tuhatta auringon massaa, mutta niiden luonne on edelleen tuntematon. Jokaista galaksia kohden on noin yksi tällainen kohde. Röntgentähtien tutkiminen mahdollisti kaksi keskimääräistä mustaa aukkoa 12 miljoonan valovuoden etäisyydeltä M82-galaksista. Yhden kohteen massa vaihtelee välillä 200-800 auringon massaa. Toinen esine on paljon suurempi ja sen massa on 10-40 tuhatta auringon massaa. Tällaisten esineiden kohtalo on mielenkiintoinen. Ne sijaitsevat lähellä tähtijoukkoja, ja ne houkuttelevat vähitellen supermassiivista mustaa aukkoa, joka sijaitsee galaksin keskiosassa.

Planeettamme ja mustat aukot

Huolimatta vihjeiden etsimisestä mustien aukkojen luonteesta, tieteellinen maailma on huolissaan mustan aukon paikasta ja roolista Linnunradan galaksin ja erityisesti maapallon kohtalossa. Linnunradan keskellä oleva ajan ja tilan poimu nielee vähitellen kaikki ympärillä olevat esineet. Mustaan ​​aukkoon on jo imeytynyt miljoonia tähtiä ja biljoonia tonneja tähtienvälistä kaasua. Ajan myötä käänne saavuttaa Cygnuksen ja Jousimiehen käsivarret, joissa aurinkokunta sijaitsee, kuljettuaan 27 tuhannen valovuoden matkan.

Toinen lähin supermassiivinen musta aukko on Andromedan galaksin keskiosassa. Tämä on noin 2,5 miljoonan valovuoden päässä meistä. Todennäköisesti ennen kuin objektimme Jousimies A * absorboi oman galaksinsa, meidän pitäisi odottaa kahden vierekkäisen galaksin yhdistymistä. Näin ollen kaksi supermassiivista mustaa aukkoa sulautuu yhdeksi, hirvittäväksi ja kooltaan hirviömäiseksi.

Täysin eri asia ovat pienet mustat aukot. Maapallon imeytymiseen riittää muutaman senttimetrin säde oleva musta aukko. Ongelmana on, että musta aukko on luonnostaan ​​täysin kasvoton esine. Mitään säteilyä tai säteilyä ei tule hänen kohdustaan, joten sen huomaa mystinen esine tarpeeksi vaikea. Vain lähietäisyydeltä voidaan havaita taustavalon kaarevuus, joka osoittaa, että avaruudessa on aukko tällä universumin alueella.

Tähän mennessä tiedemiehet ovat päättäneet, että maata lähin musta aukko on V616 Monocerotis. Hirviö sijaitsee 3000 valovuoden päässä järjestelmästämme. Koon suhteen tämä on suuri muodostus, sen massa on 9-13 auringon massaa. Toinen lähellä oleva maailmaamme uhkaava esine on musta aukko Gygnus X-1. Tämän hirviön kanssa meidät erottaa 6000 valovuoden etäisyys. Naapurustossamme tunnistetut mustat aukot ovat osa binäärijärjestelmä, eli ovat lähellä tähteä, joka ruokkii kyltymätöntä esinettä.

Johtopäätös

Tällaisten salaperäisten ja salaperäisten esineiden, kuten mustien aukkojen, olemassaolo avaruudessa saa meidät tietysti olemaan varuillaan. Kaikki, mitä mustille aukkoille tapahtuu, tapahtuu kuitenkin melko harvoin, kun otetaan huomioon maailmankaikkeuden ikä ja valtavat etäisyydet. Aurinkokunta on ollut levossa 4,5 miljardin vuoden ajan, olemassa olevien lakien mukaan. Tänä aikana ei mitään sen kaltaista, ei tilan vääristymistä, ei aikapoimuja lähellä aurinkokunta ei ilmestynyt. Luultavasti tähän ei ole sopivia olosuhteita. Se Linnunradan osa, jossa aurinkotähtijärjestelmä sijaitsee, on rauhallinen ja vakaa avaruuden osa.

Tutkijat myöntävät ajatuksen, että mustien aukkojen ilmaantuminen ei ole sattumaa. Tällaisilla esineillä on maailmankaikkeuden järjestäytyneiden rooli, joka tuhoaa ylimääräisen kosmisen kappaleen. Mitä tulee itse hirviöiden kohtaloon, niiden kehitystä ei ole vielä täysin tutkittu. On olemassa versio, jonka mukaan mustat aukot eivät ole ikuisia ja saattavat lakata olemasta tietyssä vaiheessa. Ei ole enää salaisuus kenellekään, että tällaiset esineet ovat tehokkaimpia energianlähteitä. Mikä energia se on ja miten se mitataan, on toinen asia.

Stephen Hawkingin ponnisteluilla tieteelle esitettiin teoria, jonka mukaan musta aukko säteilee edelleen energiaa menettäen massaansa. Oletuksissaan tiedemiestä ohjasi suhteellisuusteoria, jossa kaikki prosessit ovat yhteydessä toisiinsa. Mikään ei vain katoa ilmaantumatta muualle. Mikä tahansa aine voidaan muuttaa toiseksi aineeksi, kun taas yhden tyyppinen energia siirtyy toiselle energiatasolle. Näin voi olla mustien aukkojen kohdalla, jotka ovat siirtymäportaali tilasta toiseen.

Jos sinulla on kysyttävää - jätä ne kommentteihin artikkelin alla. Me tai vieraamme vastaamme niihin mielellämme.

massiivinen musta aukko spiraaligalaksin keskustassa. Luotto ja tekijänoikeudet: NASA.

Haluatko kuulla jotain siistiä? Linnunradan keskellä on valtava musta aukko. Eikä vain valtava musta aukko, vaan supermassiivinen musta aukko, jonka massa on yli 4,1 miljoonaa kertaa Auringon massa.

Se sijaitsee vain 26 000 valovuoden päässä Maasta, aivan galaksimme keskellä, Jousimiehen tähdistöä kohti. Ja kuten tiedämme, se repeää ja imee itseensä paitsi tähtiä, myös kokonaisia ​​tähtijärjestelmiä, jotka lähestyvät sitä, mikä lisää sen massaa.

Odota, se ei kuulosta ollenkaan hyvältä, se kuulostaa enemmän pelottavalta. Eikö?

Älä huoli! Sinulla ei todellakaan ole mitään hätää, ellet aio elää useita tuhansia miljoonia vuosia, kuten tein tietoisuuteni siirtymisen ansiosta virtuaalitodellisuuteen.

Nieleeko tämä musta aukko Linnunradan?

Supermassiivisen mustan aukon (SMBH) löytö Linnunradan keskustassa, kuten SMBH:iden löytö lähes kaikista muista galaksista, on yksi suosikkilöydöistäni tähtitieteen alalla. Tämä on yksi niistä löydöistä, jotka samanaikaisesti joidenkin kysymysten vastausten kanssa herättävät muita kysymyksiä.

1970-luvulla tähtitieteilijät Bruce Balik ja Robert Brown löysivät voimakkaan radiosäteilylähteen, joka tulee Linnunradan aivan keskustasta, Jousimiehen tähdistöstä.

He nimesivät tämän lähteen Sgr A*:ksi. Asteriski tarkoittaa "jännittävää". Luuletko, että vitsailen, mutta ei. Tällä kertaa en vitsaile.

Vuonna 2002 tähtitieteilijät havaitsivat, että tähdet ryntäsivät tämän kohteen ohi erittäin pitkänomaisilla kiertoradoilla, kuten Aurinkoa kiertävät komeetat. Kuvittele aurinkomme massa. Tarve kolosaalinen voima laajentamaan sitä!

Taiteilijan kuvittelema massiivinen musta aukko. Luotto ja tekijänoikeus: Alain Riazuelo / CC BY-SA 2.5.

Vain mustat aukot voivat tehdä tämän, ja meidän tapauksessamme tämä musta aukko on miljoonia kertoja massiivisempi kuin aurinkomme - se on supermassiivinen musta aukko. Kun SMBH:t löydettiin galaksimme keskeltä, tähtitieteilijät ymmärsivät, että mustia aukkoja on jokaisen galaksin keskellä. Samaan aikaan supermassiivisten mustien aukkojen löytäminen auttoi vastaamaan yhteen tähtitieteen pääkysymyksistä: mikä on kvasaari?

Osoittautuu, että kvasaarit ja supermassiiviset mustat aukot ovat yksi ja sama. Kvasaarit ovat samoja mustia aukkoja, vain prosessissa, jossa ne imevät aktiivisesti materiaalia niiden ympärillä pyörivästä akkretiolevystä. Mutta olemmeko vaarassa?

Lyhyellä aikavälillä ei. Linnunradan keskellä oleva musta aukko on 26 000 valovuoden päässä, ja vaikka se muuttuisi kvasaariksi ja alkaisi niellä tähtiä, emme huomaa sitä pitkään aikaan.

Musta aukko on valtavan massiivinen esine, joka vie pienen alueen avaruudesta. Lisäksi, jos korvaat Auringon mustalla aukolla, jolla on täsmälleen sama massa, mikään ei muutu. Tarkoitan, että maapallo jatkaa samalla kiertoradalla miljardeja vuosia, vain mustan aukon ympärillä.

Sama pätee Linnunradan keskellä olevaan mustaan ​​aukkoon. Se ei ime materiaalia kuin pölynimuri, se toimii vain eräänlaisena painovoimaankkurina sen ympärillä kiertävälle tähtiryhmälle.

Muinainen kvasaari taiteilijan esityksessä. Luotto ja tekijänoikeudet: NASA.

Jotta musta aukko voisi niellä tähden, sen täytyy liikkua mustan aukon suuntaan. Sen on ylitettävä tapahtumahorisontti, joka meidän tapauksessamme on noin 17 kertaa auringon halkaisija. Jos tähti lähestyy tapahtumahorisonttia, mutta ei ylitä sitä, se todennäköisesti repeytyy. Tätä tapahtuu kuitenkin erittäin harvoin.

Ongelmat alkavat, kun nämä tähdet ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, jolloin ne muuttavat kiertoratojaan. Tähti, joka on elänyt onnellisesti kiertoradalla miljardeja vuosia, saattaa joutua toisen tähden häiriintymään ja sinkoutumaan kiertoradalta. Mutta tätä ei tapahdu usein, etenkään galaktisessa "esikaupungissa", jossa olemme.

Pitkällä aikavälillä suurin vaara piilee Linnunradan ja Andromedan törmäyksessä. Tämä tapahtuu noin 4 miljardin vuoden kuluttua, minkä seurauksena ilmaantuu uusi galaksi, jota voidaan kutsua Mlecomediksi. Yhtäkkiä tulee monia uusia vuorovaikutuksessa olevia tähtiä. Samaan aikaan tähdet, jotka olivat aiemmin turvassa, alkavat muuttaa kiertoratojaan. Lisäksi galaksiin ilmestyy toinen musta aukko. Andromedan musta aukko voi olla 100 miljoonaa kertaa Aurinkoamme massiivisempi, joten se on aika iso tähtien kuoleman kohde.

Eli nielaisiko musta aukko galaksimme?

Muutaman seuraavan miljardin vuoden aikana yhä useammat galaksit törmäävät Linnunkarhun kanssa aiheuttaen tuhoa ja tuhoa. Tietenkin Aurinko kuolee noin 5 miljardin vuoden kuluttua, joten tämä tulevaisuus ei ole meidän ongelmamme. No, no, ikuisen virtuaalitietoisuuteni kanssa tämä on edelleen ongelmani.

Kun Mlekomed on niellyt kaikki lähellä olevat galaksit, tähdillä on yksinkertaisesti lukematon määrä aikaa, jonka aikana ne ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Osa niistä sinkoutuu galaksista ja osa heitetään mustaan ​​aukkoon.

Mutta monet muut ovat täysin turvassa odottaessaan aikaa, jolloin supermassiivinen musta aukko yksinkertaisesti haihtuu.

Siten Linnunradan keskellä oleva musta aukko on täysin ja ehdottoman turvallinen. Auringon loppuelämän ajan se ei ole vuorovaikutuksessa kanssamme millään edellä mainituista tavoista tai kuluta enemmän kuin muutamaa tähteä vuodessa.