anotasi

Artikel ini menyelidiki pertanyaan tentang bagaimana proses penyerapan sebuah planet oleh lubang hitam kecil mungkin terlihat bagi pengamat eksternal. Sebuah lubang dapat terbentuk sebagai hasilnya eksperimen fisik peradaban, atau bisa memasuki planet dari luar angkasa. Setelah mengambil posisi di pusat planet, lubang itu secara bertahap menyerapnya. Peningkatan pelepasan energi difasilitasi oleh medan magnet planet, yang semakin terkonsentrasi di dekat lubang karena fenomena "pembekuan". garis kekuatan medan menjadi zat konduktif dan sesuai dengan hukum kekekalan fluks magnet. Pelepasan energi terbesar terjadi pada Babak final penyerapan planet, ketika medan magnet dipol dengan induksi di kutub orde terbentuk di dekat lubang dengan jari-jari. Medan sebesar ini sepenuhnya mengontrol pergerakan zat penghantar, dan alirannya ke dalam lubang terjadi terutama di wilayah kutub, di sepanjang garis gaya medan. Beberapa bagian dari garis medan magnet di wilayah kutub, dekat cakrawala peristiwa, membentuk ketegaran hampir di bawah . Akibatnya, materi yang jatuh dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya tiba-tiba mengubah arah gerakannya dan mengalami percepatan besar yang sebanding dengan yang akan terjadi jika menabrak permukaan padat. Ini berkontribusi pada transfer energi kinetik ke energi termal. Akibatnya, di setiap kutub magnet lubang, sedikit di atas horizon peristiwa, terbentuk titik panas dengan suhu sekitar . Pada suhu ini, radiasi intens neutrino dengan energi terjadi, jalur bebas rata-rata di sekitar cairan neutron dengan kerapatan sekitar . Neutrino ini memanaskan cairan neutron di dekat titik panas, termasuk yang berada di luar tabung magnetik, yang memiliki radius di kutub lubang. Pada akhirnya, energi panas yang dilepaskan naik ke permukaan planet melalui aliran materi panas yang terbentuk karena aksi gaya Archimedes. Di sekitar planet, energi dipancarkan dalam bentuk sinar-X dari plasma panas. Awan gas yang dihasilkan mengelilingi planet tidak transparan terhadap sinar-X dan energi masuk ke luar angkasa dari permukaan awan (fotosfer) dalam bentuk radiasi cahaya. Perhitungan yang dilakukan dalam pekerjaan menunjukkan bahwa energi total yang diamati dari pancaran cahaya supernova sesuai dengan massa planet 0,6 - 6 massa Bumi. Dalam hal ini, daya radiasi yang dihitung dari supernova "planet" selama kecerahan maksimum adalah 10 36 10 37 W, dan waktu untuk mencapai kecerahan maksimum adalah sekitar 20 hari. Hasil yang diperoleh sesuai dengan karakteristik supernova yang benar-benar diamati.

Kata kunci: lubang hitam, supernova, fluks neutrino kosmik, ledakan sinar gamma, medan magnet planet, fluida neutron, ledakan bintang, bintang neutron, katai putih, meteorit besi, pembentukan chondrule, teori panspermia, evolusi biosfer.

Fenomena supernova terdiri dari fakta bahwa sumber radiasi cahaya hampir titik tiba-tiba muncul di galaksi, yang luminositasnya, setelah mencapai kecerahan maksimum, dapat melebihi , dan energi total radiasi cahaya yang dilepaskan selama waktu pancaran adalah . Terkadang luminositas supernova ternyata sebanding dengan luminositas integral dari seluruh galaksi tempat ia diamati. Supernova yang meledak pada 1054 di Galaksi kita di konstelasi Taurus dan diamati oleh astronom Cina dan Jepang terlihat bahkan di siang hari.

Supernova menurut beberapa fitur mereka, sebagai perkiraan pertama, dibagi menjadi dua jenis. Supernova tipe I membentuk kelompok objek yang cukup homogen dalam hal bentuk kurva cahaya. Kurva karakteristik ditunjukkan pada Gambar.1. Kurva cahaya supernova tipe II agak lebih bervariasi. Nilai tertingginya, rata-rata, agak lebih sempit, dan penurunan kurva pada tahap akhir bisa lebih curam. Supernova tipe II terjadi terutama di galaksi spiral. .

Beras. 1. Kurva cahaya supernova tipe I.

Supernova tipe I berkobar di semua jenis galaksi - spiral, elips, "tidak beraturan" dan berhubungan dengan bintang normal dengan massa matahari. Tetapi seperti yang disebutkan di sini, bintang-bintang seperti itu seharusnya tidak meledak. Pada tahap akhir evolusinya, bintang seperti itu berubah menjadi raksasa merah untuk waktu yang singkat. Kemudian dia melepaskan cangkangnya dengan pembentukan nebula planet dan bintangnya tetap di tempat bintang inti helium sebagai katai putih. Beberapa nebula planet terbentuk di galaksi kita setiap tahun, dan hanya sekitar sekali setiap 100 tahun supernova tipe I terjadi.

Upaya untuk menjelaskan fenomena supernova sebagai hasil ledakan bintang menemui kesulitan tertentu. Jadi, misalnya, dalam supernova, kecerahan maksimum berlangsung sekitar 1-2 hari, sedangkan menurut perhitungan Imshennik V.S. dan Nadezhina D.K. saat bintang meledak urutan utama kilau maksimum harus bertahan tidak lebih dari 20 menit. Selain itu, kecerahan maksimum yang dihitung ternyata ratusan kali lebih kecil dari yang diamati.

Pada tahap penelitian saat ini, model bintang yang meledak sedang dibangun menggunakan komputer paling canggih. Namun, belum mungkin untuk membangun model di mana evolusi bertahap sebuah bintang akan mengarah pada generasi fenomena supernova. Terkadang ketika membangun model seperti itu di bagian tengah energi ledakan diletakkan secara artifisial di bintang, setelah itu proses ekspansi dan pemanasan kulit bintang dianalisis.

Sebuah bintang masif harus mulai menyusut secara besar-besaran (runtuh) setelah menghabiskan semua cadangan sumber energi nuklir. Akibatnya, bintang neutron dapat terbentuk di pusatnya. Pada 1930-an, Baade dan Zwicky menyarankan bahwa pembentukan bintang neutron mungkin terlihat seperti ledakan supernova. Memang, selama pembentukan bintang neutron, banyak energi yang dilepaskan, karena. energi gravitasi adalah orde . Jadi, dengan jari-jari bintang dan massa neutron yang terbentuk , di mana massa Matahari, energi gravitasi . Tetapi energi ini dilepaskan terutama dalam bentuk neutrino, dan bukan dalam bentuk foton dan partikel berenergi tinggi, seperti yang awalnya diasumsikan oleh Baade dan Zwicky. Di bagian dalam bintang neutron, di mana kerapatannya lebih besar dari neutrino berarti jalur bebas hanya dari jari-jari bintang neutron, yaitu. . Oleh karena itu, neutrino perlahan-lahan berdifusi ke permukaan dan tidak dapat melepaskan cangkang bintang.

Ketika membangun model supernova berdasarkan keruntuhan bintang, pertanyaannya tetap apakah keruntuhan, mis. "ledakan" diarahkan ke bintang, berubah menjadi ledakan yang diarahkan ke luar angkasa. Meskipun kekuatan komputasi komputer sangat meningkat, simulasi keruntuhan bintang masif selalu menghasilkan hasil yang sama: tidak ada ledakan yang terjadi. Gaya gravitasi selalu menang melawan gaya yang diarahkan menjauh dari bintang, dan hanya "keruntuhan diam" yang diamati. Sebagaimana dicatat dalam "... tidak ada model yang ada mereproduksi seluruh kompleks fenomena yang terkait dengan ledakan supernova dan berisi penyederhanaan."

Berkenaan dengan supernova tipe I, ada hipotesis bahwa mereka adalah konsekuensi dari keruntuhan menjadi bintang neutron dari bintang helium kompak katai putih, yang massanya melebihi (batas Chandrasekhar). Jika katai putih adalah bagian dari sistem biner dekat, maka alasan peningkatan massanya mungkin karena pertambahan materi yang mengalir dari bintang pendamping. Dalam hal ini, piringan akresi menjadi sumber sinar-X. Namun, pengukuran latar belakang sinar-X yang berasal dari galaksi elips dilakukan dengan menggunakan observatorium orbital Chandra menunjukkan bahwa fluks sinar-X yang diamati adalah 30-50 kali lebih kecil dari yang diharapkan. Oleh karena itu, menurut penulis penelitian, Gilfanov dan Bogdan, ini mendukung hipotesis asal usul supernova berdasarkan penggabungan dua katai putih dengan pembentukan massa lebih dari . Tetapi hanya sedikit pasangan katai putih yang diketahui, dan tidak jelas seberapa luas mereka.

Sehubungan dengan kesulitan yang ada dalam menjelaskan supernova oleh manifestasi eksternal dari bintang yang meledak atau runtuh, menarik untuk mempertimbangkan fenomena supernova sebagai proses planet ditelan oleh lubang hitam kecil. Lubang ini bisa dibuat secara artifisial di planet ini, atau bisa datang ke planet dari luar angkasa.

Seperti yang Anda ketahui, lubang hitam dicirikan oleh radius kritis tertentu yang diperoleh Schwarzschild berdasarkan persamaan Teori Umum Relativitas (GR):

Dimana konstanta gravitasi, kecepatan cahaya, massa lubang hitam. Permukaan yang membatasi suatu wilayah ruang dengan radius disebut horizon peristiwa. Sebuah partikel yang terletak di cakrawala peristiwa tidak memiliki kesempatan untuk pergi ke "tak terhingga", karena mengatasi medan gravitasi, itu benar-benar membuang energinya.

Ini mengikuti dari solusi persamaan GR bahwa pusat lubang hitam harus mengandung singularitas dalam metrik ruang-waktu (singularitas). Dalam kasus lubang hitam Schwarzschild, itu adalah titik dengan kepadatan materi yang sangat tinggi.

Jika lubang hitam bersentuhan dengan materi, ia mulai menyerapnya dan meningkatkan massanya hingga semua materi, seperti planet, ditarik ke dalam lubang.

Lubang hitam mikroskopis dapat terbentuk langsung di planet ini, misalnya, sebagai hasil eksperimen pada akselerator, di mana partikel berenergi tinggi bertabrakan. Menurut teori Hawking, lubang hitam mikroskopis dalam ruang hampa harus menguap hampir seketika. Namun, sejauh ini tidak ada hasil eksperimen yang mengkonfirmasi kesimpulan teoretis tersebut. Juga, sifat-sifat lubang seperti itu yang ditemukan dalam zat tersebut belum dipelajari. Di sini mereka dapat menarik materi ke diri mereka sendiri dan mengelilingi diri mereka dengan cangkang materi superpadat. Ada kemungkinan lubang hitam tidak menguap, tetapi secara bertahap meningkatkan massanya. Lubang hitam dapat masuk ke materi, misalnya, ketika seberkas partikel yang dipercepat bekerja pada elemen struktur akselerator atau pada target khusus. Mungkin juga lubang hitam mikroskopis vakum hidup cukup lama untuk memiliki waktu terbang dari titik tumbukan berkas ke dinding ruang akselerator. Setelah mengenai lubang di substansi, mereka secara gravitasi mengendap menuju pusat planet.

Laju jatuhnya materi ke dalam lubang hitam di cakrawala peristiwa dibatasi oleh kecepatan cahaya, sehingga laju penyerapan materi sebanding dengan luas permukaan lubang. Karena luas permukaan yang kecil, waktu pertumbuhan lubang hitam mikroskopis tunggal dengan massa orde Planck hingga ukuran berbahaya sangat lama dan berkali-kali melebihi usia planet. Namun, banyak lubang seperti itu dapat dihasilkan dan, setelah mencapai pusat planet, mereka dapat bergabung menjadi satu lubang besar lagi, yang dapat menimbulkan bahaya bagi planet ini. Biarkan awalnya ada lubang hitam yang ada secara terpisah dan masing-masing memiliki luas permukaan dan massa. Ketika (1) diperhitungkan, luas permukaan totalnya sama dengan . Setelah N lubang digabung menjadi satu, luas permukaan lubang total adalah . Dapat dilihat bahwa dalam kasus pertama , dan kedua , masing-masing, tingkat penyerapan zat juga meningkat berkali-kali lipat. Di pusat planet ada wilayah yang hampir putus-putus di mana percepatan jatuh bebas sama dengan nol. Semua lubang hitam secara bertahap menumpuk di area ini, dan mereka bergabung karena ketertarikan timbal balik.

Lubang hitam mikroskopis dapat terbentuk dan tentu saja membombardir planet ini dengan sinar kosmik. Dapat diasumsikan bahwa pada beberapa tahap perkembangannya, peradaban menghasilkan lubang hitam dengan massa total berkali-kali lipat lebih besar daripada massa yang terbentuk karena aksi sinar kosmik. Akibatnya, pertumbuhan lubang di tengah planet mengarah pada penghentian keberadaannya. Sebuah lubang hitam dengan massa yang signifikan dapat dibuat di planet ini untuk tujuan memperoleh energi dalam reaktor tunggal. Proyek perangkat semacam itu sudah dibahas. Ada juga beberapa kemungkinan peristiwa seperti itu, ketika lubang hitam yang cukup masif menghantam planet dari luar angkasa di sekitarnya.

Anda dapat mencoba menemukan di ruang angkasa proses pelepasan energi yang sesuai dengan penyerapan planet oleh lubang hitam. Jika proses tersebut benar-benar terjadi, maka hal ini secara tidak langsung dapat menunjukkan adanya peradaban lain.

Untuk menggambarkan efek di sekitar lubang hitam, dalam beberapa kasus, cukup menggunakan pendekatan berdasarkan teori Newton. Pendekatan Newton, khususnya, berhasil digunakan oleh Shakura dan Sunyaev, serta oleh Pringle dan Rees, dalam membangun model pertambahan materi oleh lubang hitam.

Kami akan memperluas teori ke wilayah ruang dekat lubang, ketika kecepatan jatuh materi mendekati kecepatan cahaya, tetapi masih sangat berbeda sehingga pendekatan nonrelativistik menghasilkan perkiraan yang benar. besaran fisika. Agar tidak memperhitungkan pengaruh pelebaran waktu pada medan gravitasi kuat, proses jatuhnya benda akan diperhatikan dalam sistem koordinat gerak.

Jika benda uji bermassa dilempar vertikal ke atas dari permukaan benda bermassa dan berjari-jari, maka kecepatan “lepas” dapat ditemukan dari persamaan energi potensial dan energi kinetik.

Oleh karena itu, di , kita memperoleh jari-jari benda , yang bertepatan dengan jari-jari (1) yang diperoleh berdasarkan relativitas umum. Ini mengikuti dari (2) bahwa dalam pendekatan Newtonian potensi gravitasi lubang hitam

Itu. Semua lubang hitam memiliki potensi yang sama.

Perlu dicatat bahwa belum ada definisi tunggal tentang lubang hitam. Jika kita melanjutkan dari definisi Laplace tentang lubang hitam sebagai objek yang tidak terlihat, maka dalam salah satu interpretasi itu berarti bahwa setelah melewati perbedaan potensial gravitasi, energi foton dan frekuensinya cenderung nol. Selanjutnya, diasumsikan bahwa foton memiliki massa gravitasi dan kemudian dari kesetaraan maka potensi gravitasi harus dikaitkan dengan lubang hitam. Karena selanjutnya kita mempertimbangkan proses jatuhnya materi ke dalam lubang, kita akan melanjutkan dari fakta bahwa, sesuai dengan (3), bila menggunakan pendekatan Newton, potensial gravitasi lubang adalah . Ini berarti bahwa dalam proses jatuh bebas ke dalam lubang hitam bermassa M, pekerjaan dilakukan di medan gravitasi

yang masuk ke energi kinetik dan laju jatuh di dekat cakrawala peristiwa mendekati kecepatan cahaya. Sebagian dari energi ini dapat diubah menjadi radiasi. Pada laju pertambahan tertentu (kenaikan massa ), kekuatan radiasi elektromagnetik ditentukan oleh ekspresi terkenal:

Dimana koefisien yang mencirikan efisiensi konversi energi gravitasi menjadi energi elektromagnetik. Koefisien ini juga dapat digunakan untuk memperhitungkan perbedaan potensial gravitasi lubang ketika menggunakan pendekatan yang berbeda.

Diketahui bahwa untuk lubang hitam Schwarzschild yang tidak berotasi dengan kejatuhan materi yang simetris bola . Kehadiran medan magnet skala kecil di dekat bintang sangat meningkatkan koefisien konversi energi gravitasi (4) menjadi radiasi kecepatan sudut. Ada gesekan kental antara bagian yang berbeda dari gas, dan gas kehilangan energi orbital, bergerak ke orbit yang lebih rendah dan mendekati lubang hitam. Gas yang dipanaskan oleh gesekan kental menjadi sumber radiasi elektromagnetik (sinar-X). Radiasi paling intens berasal dari tepi bawah piringan, di mana suhu gas paling tinggi. Disk akresi dicirikan oleh koefisien konversi energi gravitasi.

Kerr memperoleh solusi untuk persamaan GR untuk lubang hitam yang berputar dalam ruang hampa. Lubang hitam Kerr melibatkan ruang di sekitarnya dalam rotasi (efek Lense-Thirring). Ketika berputar dengan kecepatan cahaya yang terbatas, koefisien konversi energi gravitasi tertinggi tercapai. Jadi dalam disk akresi , mis. hingga 42% dari massa materi insiden diubah menjadi radiasi. Dalam kasus lubang Kerr, energi rotasinya diubah menjadi energi radiasi.

Jadi, dalam kondisi tertentu, lubang hitam dapat dengan sangat efektif mengubah energi gravitasi dari massa yang jatuh ke dalamnya menjadi radiasi elektromagnetik. Sebagai perbandingan: selama reaksi termonuklir di Matahari atau dalam ledakan bom hidrogen.

Perhitungan penulis menunjukkan bahwa ketika sebuah planet dengan medan magnet diserap oleh lubang hitam, sesuai dengan hukum kekekalan fluks magnet, medan magnet dipol super kuat akan terbentuk di dekat lubang. Beberapa garis medan di kutub di atas horizon peristiwa menjadi tertekuk (Gbr. 2). Di daerah patahan ini, zat penghantar yang jatuh ke dalam lubang hitam, mengubah arah gerak secara tajam, mengalami percepatan yang besar, kira-kira sama seperti jika zat itu bertabrakan dengan permukaan padat. Akibatnya, sebagian besar energi (4) dapat diubah menjadi energi panas dan, pada akhirnya, terpancar ke ruang sekitarnya.

Mendukung asal usul supernova "planet", khususnya, berbicara sebagai berikut: perkiraan awal. Biarkan , maka sesuai dengan (5), dari massa planet (atau dari energi kinetik (4)) diubah menjadi radiasi eksternal. Ini berarti bahwa energi pancaran cahaya yang teramati dari supernova dari rasio akan sesuai dengan massa planet , di mana massa Bumi. Dengan demikian, di , jangkauan massa planet akan . Kami melihat bahwa pada nilai kisaran massa planet memiliki nilai yang cukup dapat diterima untuk keberadaan kehidupan. Pada saat yang sama, korespondensi timbal balik yang baik antara massa planet yang dapat dihuni dan energi radiasi supernova tidak terlihat kebetulan. Ini menunjukkan bahwa setidaknya beberapa jenis supernova berasal dari "planet". Estimasi di atas menunjukkan bahwa dalam perhitungan selanjutnya kita dapat menggunakan koefisien .

Dimungkinkan untuk melakukan beberapa perhitungan lain yang mengkonfirmasi hipotesis kami. Gambar 1 menunjukkan bahwa kurva cahaya supernova tipe I mencapai maksimumnya sekitar 25 hari setelah dimulainya pengamatan suar. Selanjutnya, dalam pekerjaan ini, kita akan menghitung waktu untuk mencapai kecerahan maksimum dengan perhitungan, dan juga menghitung kekuatan radiasi supernova.

Karena laju aliran materi ke dalam lubang hitam berdimensi kecil dibatasi oleh kecepatan cahaya, proses penyerapan planet oleh lubang hitam itu berlangsung lama. Dari fisika bintang diketahui bahwa konfigurasi stabil terakhir dari sebuah bintang sebelum lubang hitam adalah bintang neutron, yang stabilitasnya diberikan oleh tekanan gas fermion yang merosot, yang sebagian besar terdiri dari neutron. Oleh karena itu, di dekat cakrawala peristiwa lubang hitam kompak kita di dalam planet ini, materi planet yang sangat terkompresi akan menjadi cairan neutron. Pada saat yang sama, seperti yang ditunjukkan oleh perkiraan penulis, dengan massa lubang yang sama, ketebalan lapisan neutron di atas cakrawala peristiwa adalah sekitar 24 mm. Sekarang mari kita perhatikan proses masuknya cairan neutron ke dalam objek dengan dimensi kecil. Mempertimbangkan (4), pertama-tama kita hitung suhu yang mungkin dari materi kejadian di dekat cakrawala peristiwa dari relasi

Di mana Konstanta Boltzmann, massa diam neutron. Dari (6) kita menemukan suhu neutron . Hal ini sesuai dengan hasil yang diperoleh Schwartzman. Mempertimbangkan proses jatuh bebas gas ke dalam lubang hitam, ia sampai pada kesimpulan bahwa suhu yang dicapai dalam proses kompresi adiabatik sesuai dalam urutan besarnya dengan energi kinetik jatuh dan dapat .

Agar energi kinetik dari cairan neutron yang jatuh dapat diubah menjadi energi panas, materi di dekat lubang harus mengalami percepatan yang besar. Seperti yang telah dicatat, dalam kasus kami, itu dapat terjadi karena struktur khusus medan magnet di dekat cakrawala peristiwa, di mana garis-garis gaya mengalami pemutusan yang tajam (Gbr. 2).

Sangat menarik untuk memperkirakan nilai sebenarnya dari medan magnet lubang. Seperti diketahui, Bumi memiliki medan magnet dipol yang cukup signifikan. Di kutub planet, vektor induksi diarahkan vertikal dan memiliki modulus , sedangkan momen magnet dipol adalah . Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus juga memiliki medan magnet yang kuat di tata surya. Venus yang berotasi perlahan (periode rotasi 243 hari), mirip dengan Bumi dalam ukuran dan struktur internal, tidak memiliki medan magnet sendiri. Rupanya, untuk planet yang cukup besar dan berputar cepat, keberadaan medan magnet dipol adalah fenomena umum. Menurut ide yang ada, medan magnet bumi terbentuk karena adanya aliran arus listrik dalam inti yang berkinerja baik. Menurut hasil penelitian yang ada, Bumi memiliki inti bagian dalam yang padat dengan radius , terdiri dari logam murni (besi dengan campuran nikel). Ada juga inti luar cair, yang mungkin terdiri dari besi dengan campuran non-logam (belerang atau silikon). Inti luar dimulai pada kedalaman sekitar . Menurut beberapa perhitungan, zona di mana sumber utama medan magnet berada terletak pada jarak dari pusat planet, di sini radius rata-rata Bumi. Konduktivitas inti bumi sedemikian rupa sehingga selama aliran materi, medan magnet terbawa oleh materi dengan sedikit atau tanpa selip (fenomena "pembekuan").

Lubang hitam adalah objek yang sangat padat, jadi setelah beberapa saat ia akan turun ke bagian terdalam planet ini dan mencapai pusatnya, di mana ia dapat bergabung dengan lubang lain. Karena lubang hitam yang tumbuh mewarisi momentum sudut planet ini, sumbu rotasi kedua benda akan sejajar (kita akan mengabaikan rotasi lubang dalam kerangka artikel ini). Dengan pengaturan ini, karena efek "beku", medan magnet dalam proses runtuh ditarik ke lubang hitam secara merata, dari semua sisi, dan itu akan membentuk medan magnet dipol sendiri dengan kutub pada sumbu rotasi. (teori ini memungkinkan lubang hitam memiliki muatan magnetis). Di bawah muatan magnet dalam teori salah satu kutub magnet tersirat. Cairan neutron yang mengelilingi lubang hitam juga harus "membekukan" medan magnet karena konduktivitasnya yang tinggi. Jadi, menurut perhitungan Garrison dan Wheeler, ada cukup banyak pembawa arus di bintang neutron, kerapatan elektron, proton, dan neutron terkait sebagai . Melalui metode modern pengamatan menemukan bahwa bintang neutron memiliki medan magnet dipol dengan induksi. Secara umum diterima bahwa bidang-bidang ini diwarisi dari bintang-bintang pendahulu selama keruntuhan, karena efek "beku".

Kemungkinan lubang hitam memiliki medan magnetnya sendiri sebenarnya dikonfirmasi oleh pengamatan yang dilakukan dengan teleskop Ibis, yang dipasang pada satelit Integral Badan Antariksa Eropa (ESA). Studi tentang objek luar angkasa Cygnus X-1, yang merupakan salah satu kandidat untuk gelar lubang hitam, mengungkapkan polarisasi radiasi yang memancar dari suatu wilayah dengan radius yang mengelilingi objek ini. Menurut penulis penelitian, polarisasi yang diamati adalah konsekuensi dari keberadaan medan magnet lubang hitam itu sendiri.

Setelah mempelajari 76 lubang hitam supermasif di pusat galaksi, para peneliti di A.S. Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley Departemen Energi dan Institut Max Planck untuk Radio Astronomi di Bonn menyimpulkan bahwa mereka memiliki medan magnet super kuat, yang kekuatannya sebanding dengan materi di dekat cakrawala peristiwa dengan aksi gravitasi.

Fenomena "pembekuan" mengarah pada fakta bahwa selama runtuhnya inti planet, medan magnet dipolnya secara bertahap terkonsentrasi di dekat lubang hitam dalam bentuk dipol kompak dengan kutub yang terletak pada sumbu rotasi. Ketika medan terbentuk, hukum kekekalan fluks magnet terpenuhi:

Dimana rata-rata induksi medan magnet pada inti planet, luas penampang daerah inti dimana medan utama dibangkitkan, induksi medan magnet pada kutub lubang hitam, dan luas efektif lubang hitam kutub magnet. Menggunakan jari-jari area yang sesuai, persamaan (7) dapat ditulis ulang sebagai:

Berdasarkan perhitungan yang ada, kita dapat mengasumsikan bahwa . Biasanya diterima oleh ahli geofisika bahwa induksi medan rata-rata di inti . Menurut (1), dengan massa, jari-jari lubang hitam adalah . Oleh karena itu, kita dapat menerima jari-jari kutub magnet lubang (kita akan memperoleh nilai jari-jari yang kira-kira sama lebih jauh secara independen). Akibatnya, kami memperoleh perkiraan induksi medan magnet di kutub lubang . Bidang ini sekitar satu juta kali lebih banyak bidang di kutub bintang neutron. Dalam hal ini, di sekitar lubang hitam, kekuatan medan agak lebih kecil, karena medan dipol berubah sesuai dengan hukum ketika koordinat radial berubah.

Juga menarik untuk memperkirakan kerapatan energi volume medan magnet di dekat lubang hitam dari hubungan yang terkenal:

Dimana konstanta magnet Sangat mudah untuk menghitung bahwa di dekat kutub di , . Kita perlu membandingkan nilai yang diperoleh dengan kerapatan volumetrik energi kinetik dari materi yang masuk

Dimana , tetapi pertama - tama kita harus menentukan massa jenis materi .

Diketahui bahwa di dekat pusat bintang neutron pembatas, kerapatan cairan neutron mencapai nilai maksimumnya pada radius bintang sekitar 10 km dan massanya hingga 2,5 massa matahari (batas Oppenheimer–Volkov). Dengan peningkatan lebih lanjut dalam massa bintang neutron (), tekanan gas fermion tidak lagi mampu menahan peningkatan tekanan karena gravitasi, dan lubang hitam mulai tumbuh di pusatnya. Dengan demikian, lubang hitam yang tumbuh di dalam planet karena gravitasinya harus menciptakan tekanan di dekat dirinya sendiri yang kira-kira sama dengan tekanan di pusat bintang neutron pembatas, masing-masing, zat tersebut harus memiliki kerapatan sekitar

Mengganti ke dalam ekspresi (10) kerapatan , kita mendapatkan perkiraan kepadatan massal energi kinetik cairan neutron. Ini lebih dari urutan besarnya kurang dari kepadatan energi volumetrik dihitung sebelumnya (9) dari medan magnet. Oleh karena itu, di sekitar lubang hitam, kondisinya akan terpenuhi. Diketahui bahwa medan magnet yang kuat memiliki pengaruh yang signifikan terhadap proses pertambahan materi penghantar. Di , medan magnet mencegah zat konduktif bergerak melintasi garis-garis medan. Pergerakan materi menjadi mungkin secara praktis hanya dalam arah medan magnet. Ketika Anda mencoba menyatukan garis-garis gaya medan magnet, tekanan balik muncul, dan ketika Anda mencoba membengkokkannya, tekanannya dua kali lebih besar: . Pada arah tegak lurus medan, materi hanya dapat meresap dengan sangat lambat. Akibatnya, materi bergerak praktis hanya di sepanjang garis medan ke kutub magnet dan di sini mengalir ke bintang dalam bentuk dua aliran sempit. Secara khusus, dalam kasus bintang neutron, ini mengarah pada pembentukan dua titik panas di kutub magnet dan munculnya efek pulsar sinar-X. .

Pada kepadatan di atas, energi Fermi nukleon sudah sangat tinggi sehingga "gas" yang dibentuk oleh mereka benar-benar berperilaku seperti radiasi. Tekanan dan kerapatan sebagian besar ditentukan oleh ekivalen massa energi kinetik partikel, dan ada hubungan yang sama di antara mereka seperti dalam kasus gas foton: .

Peran penting dalam pembentukan aliran materi sempit di dekat kutub bintang, efek Bernoulli akan bermain, yang, seperti yang Anda ketahui, mengarah pada fakta bahwa dalam aliran fluida yang bergerak dengan kecepatan, tekanan berkurang dengan nilai (dalam kasus, ). Tekanan dalam fluida diam, seperti disebutkan di atas, sama dengan . Dapat dilihat bahwa karena efek Bernoulli, tekanan dalam aliran berkurang secara signifikan. Ini dikompensasi oleh tekanan medan magnet, yang diarahkan sedemikian rupa sehingga mencegah garis-garis gaya medan mendekat. Akibatnya, medan magnet dikompresi menjadi silinder sempit (tabung) dan berfungsi sebagai semacam konduktor untuk aliran cairan konduktif. Karena zat di dalam tabung jatuh bebas, tekanan hidrostatis kolom cairan dalam tabung adalah nol. Tekanan hanya bekerja dari sisi zat yang mengelilingi tabung. Dalam hal ini, hubungan tekanan terjadi:

di mana induksi medan magnet di dalam tabung, tekanan di luar tabung. Kami mengambil tekanan ini sama dengan . Akibatnya, pada dari (11) kita memperoleh persamaan:

Dari sini di induksi medan di dalam tabung. Sebelumnya, berdasarkan kekekalan fluks magnet planet seperti Bumi, kita secara mandiri dari (8) kami menemukan bahwa induksi medan di kutub lubang hitam adalah . Kebetulan urutan besarnya medan menunjukkan bahwa medan nyata planet ini cukup memadai untuk pembentukan tabung magnet di kutub lubang dengan medan yang memuaskan (11) dan aliran sempit materi yang terkandung di dalamnya, dan kebetulan ini tidak terlihat acak.

Medan magnet superkuat di dekat lubang hitam memiliki kerapatan tinggi, yang dapat ditemukan dari relasi . Dengan nilai induksi medan di kutub yang dihitung di atas, kami memperoleh dan, masing-masing, . Dapat dilihat bahwa medan magnet di kutub kira-kira sama densitasnya dengan cairan neutron di sekitarnya.

Mari kita membahas lebih detail tentang alasan pembentukan dua titik panas di kutub lubang hitam. Seperti yang sudah dicatat, mungkin saja struktur tertentu medan magnet di bagian bawah tabung. Struktur ini terbentuk karena fakta bahwa garis medan magnet planet ini mendekati lubang hitam di area yang berbeda dengan kecepatan yang berbeda. Mari kita bayangkan bahwa pada awalnya garis gaya medan magnet planet pada jarak dari lubang adalah bujursangkar dan sejajar dengan sumbu rotasi lubang (Gbr. 2). Dalam hal ini, medan magnet lubang telah mencapai nilai sedemikian rupa sehingga jatuhnya materi terjadi terutama di wilayah kutub. Oleh karena itu, garis medan yang ditinjau, yang dibekukan ke dalam substansi, akan mendekati lubang lebih cepat di wilayah kutub daripada di wilayah khatulistiwa. Akibatnya, lubang hitam memiliki struktur medan magnet yang sedemikian rupa sehingga bagian dari garis gayanya di dasar tabung magnet, di dekat cakrawala peristiwa, mengalami kekusutan hampir membentuk sudut dan garis-garis gaya kemudian menyimpang. dari tabung, akan di sekitar lubang. Karena medan magnet mencegah pergerakan zat penghantar melintasi garis gaya, maka di daerah putusnya, zat yang datang tiba-tiba mengubah arah gerakannya dan mengalami percepatan yang besar, kira-kira sama seperti jika ia bertabrakan dengan permukaan padat. Karena ini, sebagian besar energi kinetik (4) diubah menjadi energi panas dan titik panas kompak terbentuk di kutub, yang diameternya kira-kira sama dengan diameter tabung magnet. Alasan pelepasan panas, khususnya, dapat menjadi radiasi elektromagnetik yang kuat dari partikel bermuatan yang bergerak dengan percepatan tinggi, serta munculnya turbulensi dalam gerakan materi.

Beras. 2. Skema pembentukan medan magnet lubang hitam (sphere) dengan menangkap medan magnet planet secara bertahap. Panah pendek menunjukkan arah aliran zat konduktif yang memasuki medan magnet.

Yang sangat penting dalam transfer energi panas dari titik panas ke materi di sekitarnya adalah radiasi neutrino. Pada suhu di atas, daya radiasi neutrino meningkat dengan cepat. Jadi, di bagian tengah bintang neutron yang baru terbentuk, neutrino masuk ke energi hingga energi termal yang diperoleh dari energi gravitasi.

Mari kita perkirakan neutrino berarti jalur bebas. Urutan besarnya penampang interaksi lemah adalah , dimana adalah energi karakteristik proses. Di Sini , konstanta Fermi. Dalam perhitungan, lebih mudah untuk mengekspresikan energi partikel dalam MeV dalam kasus ini. Karakteristik energi partikel di daerah hot spot. Dalam kasus kami, pada energi , maka . Neutrino berarti jalur bebas, di mana adalah konsentrasi partikel medium yang dilalui neutrino. Kami berasumsi bahwa medium hanya terdiri dari nukleon, maka , di mana adalah massa nukleon yang tersisa, adalah penambahan relativistik ke massa nukleon. Akibatnya, kami menemukan bahwa neutrino berarti jalan bebas. Karena fakta bahwa neutrino bergerak dengan kecepatan cahaya, energi panas dengan cepat meninggalkan titik panas di luar tabung magnet dan materi dipanaskan di atas cakrawala peristiwa dalam radius yang sama dengan . Di luar tabung, karena adanya komponen transversal medan magnet, kecepatan jatuh materi sangat rendah. Ini "menghemat" sebagian besar energi panas agar tidak jatuh ke dalam lubang. dipanaskan dan karenanya lebih sedikit materi padat di luar tabung, ia segera mulai mengapung karena aksi gaya Archimedes, dan di sepanjang tepi luar tabung magnet, aliran materi panas mungkin muncul di berlawanan arah. Materi mengambang mengembang dan mendingin, dan ini mengurangi hilangnya radiasi neutrino ke luar angkasa. Dalam perambatan panas, konduktivitas termal yang tinggi dari cairan neutron, di mana partikel bergerak dengan kecepatan relativistik. Perlu dicatat bahwa jika berkali-kali lebih besar, maka sebagian besar energi yang dilepaskan di tempat dalam bentuk neutrino akan bebas lepas ke luar angkasa, masing-masing, memanaskan materi di sekitarnya akan kurang efektif. Sebaliknya, jika ada banyak kurang dari radius tabung, maka sebagian besar panas yang dilepaskan akan jatuh ke dalam lubang hitam. Tapi itu hanya memiliki nilai di mana lubang berubah menjadi konverter efektif energi gravitasi (4) menjadi energi panas.

Naiknya "gelembung" gas, bertambah besar ukurannya, menciptakan tekanan berlebih yang besar di dalam planet, yang pada akhirnya mengarah pada munculnya retakan di inti dan mantel bagian dalam yang padat dan keluarnya pancaran gas panas dari planet ini. Tubuh individu dapat dikeluarkan dari planet oleh gas dan jatuh kembali ke permukaannya. Permukaan benda-benda ini bisa sangat panas dan menguap, memancarkan dalam rentang optik dan sinar-X. Karena konduktivitas termal yang rendah batu energi panas perlahan menembus ke bagian dalam tubuh dan penguapannya hanya terjadi dari permukaan, sehingga yang terbesar bisa ada cukup lama dan melepaskan energi dalam bentuk radiasi. Gagasan tentang laju penetrasi panas ke dalam sampel batuan diberikan oleh fakta berikut. Waktu karakteristik pemerataan suhu antara permukaan lapisan datar batuan dengan ketebalan sebanding dengan . Jadi, selama sehari, dan selama setahun. Karena pengusiran terus menerus bahan panas dari perut planet ini, suhu permukaannya dapat dipertahankan untuk waktu yang lama di level tinggi. Perhitungan telah menunjukkan bahwa untuk memastikan kecerahan maksimum supernova yang diamati, suhu ini harus berada di urutan 14 juta derajat. Bagian utama dari volume planet dapat tetap relatif dingin untuk waktu yang cukup lama.

Sesuai dengan (4), energi foton di daerah titik panas akan menjadi sekitar setengah energi istirahat nukleon, dan frekuensi foton radiasi termal akan berada dalam kisaran radiasi gamma. Jika kita asumsikan bahwa pada titik panas yang terbentuk, energi kinetik (4) diubah menjadi energi panas, maka ini sesuai dengan nilai =0,4. Di awal artikel, ditunjukkan bahwa kira-kira koefisien seperti itu mengikuti massa nyata planet-planet dan energi yang diamati dari total radiasi supernova. Datang ke permukaan planet ini, energi panas dari titik-titik itu akhirnya mencapai "tak terhingga" dalam bentuk radiasi. Seperti yang telah dicatat, pancaran gas panas yang menembus tubuh planet dan masuk ke ruang sekitarnya bisa menjadi sangat penting dalam transfer panas dari lubang hitam ke permukaan planet. Gas-gas ini juga melemparkan potongan-potongan batu dengan permukaan panas ke permukaan planet. Akibatnya, total fluks radiasi yang keluar dari permukaan planet akan sama dengan fluks radiasi yang keluar dari titik panas. Pengamat yang terletak tepat di dekat titik dapat menghitung luas efektif titik berdasarkan hubungan yang diketahui :

Dimana daya radiasi total dua titik, luas total bintik, konstanta Stefan-Boltzmann, suhu bintik. Namun, seorang pengamat di "tak terhingga" juga harus memperhitungkan efek dilatasi waktu ketika menghitung luas bintik-bintik.

Diketahui bahwa untuk pengamat yang jauh tak terhingga, interval waktu lebih lama daripada pengamat yang terletak pada jarak kecil dari lubang:

Anda dapat memasukkan koefisien transisi bersyarat dari satu sistem referensi ke sistem referensi lainnya. Karena hot spot berada di dekat cakrawala peristiwa, kita dapat mengasumsikan bahwa terletak pada kisaran , kemudian dari (14) kita mendapatkan kisaran nilai yang sesuai. Untuk pengamat yang jauh, kekuatan radiasi bintik-bintik beberapa kali lebih kecil, karena . Biarkan kekuatan puncak radiasi supernova, yang dicatat oleh pengamat jauh, sama dengan . Kemudian, sesuai dengan (13) dan (14), dalam kerangka acuan yang terkait dengan titik tersebut, daya radiasi puncak dari titik tersebut adalah . Dengan demikian, untuk area titik dalam transisi dari sistem referensi jarak jauh ke sistem bergerak, kita peroleh .

Daya emisi supernova khas pada kecerahan maksimum dapat ditemukan menggunakan data dari Tabel 1, diterbitkan dalam makalah dan mencerminkan sifat fisik dari 22 supernova ekstragalaksi. Tabel 1 menunjukkan bahwa dari 22 supernova ekstragalaksi yang disajikan, 20 membentuk kelompok objek yang agak homogen, waktu naik kecerahannya memiliki nilai rata-rata 20,2 hari dengan standar deviasi . secara signifikan jatuh dari pola umum supernova 1961v dan 1909a dapat dikecualikan dari pertimbangan. Dari Tabel 1 berikut bahwa dari 20 benda yang tersisa, pada kecerahan maksimum, satu benda memiliki magnitudo mutlak -18, tujuh benda -19, delapan benda -20 dan empat benda -21. Magnitudo bintang mutlak bolometrik Matahari berada pada daya radiasi. Ada hubungan yang diketahui antara kerapatan fluks radiasi E dan besaran:

Dalam transisi ke magnitudo bintang absolut, diasumsikan bahwa , di mana jarak standar yang diterima dalam astronomi, adalah kekuatan radiasi bintang. Dari sini, diperoleh hubungan antara kekuatan radiasi kedua benda:

di mana , . Oleh karena itu, besaran mutlak supernova di atas: sesuai dengan kekuatan radiasi puncak. Untuk menaksir nilai rata-rata, dalam hal ini disarankan menggunakan median. Akibatnya, kami memperoleh bahwa dalam kerangka acuan yang terkait dengan pengamat jauh, nilai rata-rata daya puncak pada sampel 20 supernova adalah . Dengan menggunakan nilai ini, dari (13) kami menemukan bahwa dari sudut pandang pengamat jauh, luas total dua titik yang memancar . Namun, untuk pengamat yang terletak di dekat titik, daya radiasi rata-rata dan, dengan demikian, luas total dua titik . Secara khusus, di , Kami memperoleh, masing-masing, luas satu tempat , dan jari-jarinya , mis. adalah sekitar 1mm.

Tabel 1

Penunjukan supernova	Jenis dan kelas	Waktu naik kilap, hari	Bersinar maksimal, m		galaksi ibu
			Lihat-mungkin ukuran	Nilai mutlak	Penunjukan, NGC	Jenis	Magnitudo semu, 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	Saya	14
1954a	I.12	21	9	-21	4214	Saya	10
1920a	I.5	16	11	-19	2608	SBc	13
1921c	I.6	17	11	-20	3184	sc	10
1961 jam	I.8	19	11	-20	4564	E	12
1962m	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
1974g	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

Perkiraan yang diperoleh di atas sesuai dengan asumsi kami bahwa radiasi primer berasal dari dua titik panas padat yang terletak di kutub suatu objek dengan radius sekitar 10 mm dan merupakan konfirmasi lain bahwa kemungkinan besar kita berurusan dengan lubang hitam yang menyerap. planet. Sebelumnya, berdasarkan hukum kekekalan fluks magnet planet (8), kami memperoleh bahwa pada , induksi medan magnet di kutub lubang akan kira-kira sama dengan . Pada saat yang sama, secara independen mengikuti dari (12) bahwa nilai medan di kutub lubang akan menjadi sekitar . Dengan demikian, hubungan (8), (12), dan (13) mengarah pada hasil yang saling konsisten, yang dapat dianggap sebagai tanda kebenaran teori.

Dari (12) berikut bahwa induksi medan magnet dalam tabung di kutub lubang hitam adalah nilai konstan. Oleh karena itu, dengan penyerapan fluks magnet planet secara bertahap oleh lubang hitam, peningkatan fluks magnet dalam tabung terjadi karena peningkatan luas penampang. Ini mengarah pada peningkatan proporsional di area titik panas dan, akibatnya, pada peningkatan kekuatan radiasi supernova, sesuai dengan (13).

Radiasi utama bintik-bintik, yang merupakan aliran gamma kuanta dan neutrino, memanaskan materi di dekat bintik-bintik, menyebabkannya juga memancarkan foton dan neutrino berenergi tinggi. Neutrino memiliki daya tembus terbesar, tetapi radiasi elektromagnetik, yang menyebar dalam materi, secara bertahap menjauh dari lubang hitam. Dalam hal ini, radiasi mengalami pergeseran merah gravitasi yang diketahui, yang merupakan konsekuensi langsung dari dilatasi waktu:

di mana panjang gelombang di dekat lubang hitam, pada jarak dari pusatnya, panjang gelombang berada di "tak terhingga". Secara khusus, di , pergeseran merah . Oleh titik yang ada Dari pandangan, pergeseran merah gravitasi hanya konsekuensi dari kecepatan yang berbeda dari perjalanan waktu pada titik yang berbeda dari benda yang tidak homogen. medan gravitasi. Energi radiasi (foton) tidak berubah ketika naik di medan gravitasi. Dalam kasus kami, ini berarti bahwa sebagian dari energi radiasi di (13) adalah kekal saat kita menjauh dari lubang hitam. Sesuai dengan (14), segmen waktu diubah menjadi segmen yang lebih panjang, yang akan dinyatakan dalam penurunan kekuatan radiasi supernova dari sudut pandang pengamat eksternal. Tetapi pada saat yang sama, durasi pancaran supernova akan meningkat beberapa kali lipat. Pergeseran merah gravitasi tidak mengubah energi total radiasi yang berasal dari sekitar lubang hitam. Proses memperolehnya oleh pengamat luar hanya diregangkan dalam waktu dengan faktor K. Apa yang dikatakan tentang foton juga harus benar untuk pergeseran merah gravitasi neutrino, yang, seperti foton, memiliki nol diam dan bergerak dengan kecepatan cahaya.

Seperti yang telah dicatat, lubang hitam akan terletak di bagian tengah planet ini. Dalam hal ini, di sekitarnya, pembentukan rongga berisi gas dengan tekanan tinggi dan dengan suhu tinggi. Pada titik waktu tertentu, tekanan gas akan mencapai batas kritis dan retakan dalam akan terbentuk di tubuh planet, di mana gas akan keluar. Rilis eksplosif yang pertama porsi besar plasma dengan suhu , dapat menimbulkan ledakan radiasi gamma (panjang gelombang ). Semburan seperti itu benar-benar ada dan telah terdeteksi hubungan dekat dengan supernova. Jauh ke luar angkasa, termasuk. dan di luar sistem planet bintang, fragmen individu dan fragmen cair dari materi dalam planet juga dapat dibuang, kemudian menjadi besi dan batu meteorit dan asteroid. Setelah itu, aliran keluar gas panas akan terus berlanjut dan awan gas akan mulai terbentuk di sekitar planet, secara bertahap semakin besar ukurannya.

Dalam spektrum supernova tipe I, setelah melewati kecerahan maksimum, ditemukan banyak garis yang saling tumpang tindih, yang menciptakan kesulitan dalam identifikasinya. Namun, bagaimanapun, beberapa garis diidentifikasi. Mereka ternyata adalah atom Ca, Mg, Fe, Si, O yang terionisasi, yang, seperti diketahui, tersebar luas di planet batu, seperti Bumi. Secara karakteristik, tidak ada hidrogen dalam spektrum supernova tipe I. Ini mungkin mendukung asal non-bintang (planet) dari awan gas primer.

Perkiraan yang dibuat oleh penulis telah menunjukkan bahwa jika urutan massa planet menguap, awan gas menjadi buram terhadap sinar-X. Radiasi ini berasal dari wilayah tengah awan dengan radius orde radius planet dan dengan suhu permukaan sekitar 14 juta kelvin. Suhu ini mengikuti dari hubungan yang diketahui . Di sini, sesuai dengan data pengamatan, kekuatan radiasi puncak supernova planet diasumsikan . Energi dipancarkan ke luar angkasa dalam jangkauan optik dari kulit terluar awan gas (fotosfer). Pada kecerahan maksimum, radius fotosfer yang dihitung dari rumus di atas harus sekitar 34 AU. pada suhu permukaan yang diketahui dari pengamatan.

Kita sekarang hampir menghitung karakteristik supernova seperti kekuatan radiasi dan waktu yang diperlukan untuk mencapai kecerahan maksimumnya. Di atas, kami sampai pada kesimpulan bahwa cairan neutron mengalir ke dalam lubang hitam dalam bentuk dua kerucut, yang di dekat kutub terlihat seperti pancaran sempit yang tertutup tabung magnet. Dalam hal ini, di dekat kontak tabung dengan lubang hitam, titik panas dengan diameter kira-kira sama dengan diameter tabung terbentuk. Sesuai dengan ini, total volume dasar di dasar tabung

Di mana S adalah luas dua titik panas, koordinat radial. Dengan demikian, massa dasar dalam tabung

Dimana kepadatan materi yang masuk. Mari kita ubah , di mana adalah komponen vertikal dari kecepatan materi. Maka massa dasar:

Dari (5) dan (20) berikut bahwa total daya radiasi dari dua titik dalam kerangka acuannya

Dalam perhitungan menggunakan rumus ini, kita dapat mengasumsikan bahwa . Dalam hal ini, nilai parameter lain = 0,4 kepadatan materi langsung di atas tempat , luas dua titik , Dimana dan K = 10. Sebagai hasilnya, kita mendapatkan . Sekarang, berdasarkan kekuatan puncak rata-rata yang diamati dari emisi cahaya supernova, secara independen, kami menemukan kekuatan radiasi bintik-bintik. Dapat dilihat bahwa itu hampir bersamaan dengan nilai teoritis diperoleh dari (21). Perhatikan bahwa hubungan antara dan tidak bergantung pada K, karena . Kesepakatan yang baik antara nilai-nilai dapat dianggap sebagai konfirmasi kuat dari kebenaran teori. Perbedaan yang relatif kecil yang dihasilkan antara pangkat dan , khususnya, dapat dijelaskan oleh beberapa ketidakpastian parameter seperti dan .

Dapat diasumsikan bahwa planet ini kehilangan sekitar 30% massanya untuk membentuk awan gas panas. Selain itu, pada = 0,4, 40% dari sisa massa planet hilang sebagai radiasi cahaya. Dalam hal ini, untuk supernova terlemah dan paling kuat, energi total radiasi cahaya adalah . Dengan mempertimbangkan kedua kehilangan massa yang ditunjukkan, kami menemukan bahwa rentang massa planet-planet awal adalah . Secara umum diterima bahwa kondisi kelangsungan hidup planet mengharuskan massanya tidak memasuki wilayah "Neptunus" dengan massa . Neptunus memiliki atmosfer super padat dengan angin badai dan dianggap tidak cocok untuk evolusi kehidupan. Oleh karena itu, nilai atas massa planet layak huni cukup konsisten dengan kondisi batas ini. Nilai massa yang lebih rendah tidak jauh berbeda dari massa Bumi, sehingga planet seperti itu, tampaknya, cukup mampu menampung suasana padat dan pada saat yang sama memiliki medan magnet yang besarnya sama dengan medan terestrial. Dengan demikian, yang diamati rata-rata Kekuatan puncak supernova harus sesuai dengan planet dengan massa sekitar . Sekarang kita memiliki semua data awal untuk menghitung waktu naik supernova.

Saat lubang hitam tumbuh, fluks magnet yang terperangkap melewati titik-titik itu meningkat. Karena induksi fluks magnet dalam tabung adalah , maka dengan peningkatan fluks magnet melalui penampang tabung, area titik meningkat secara proporsional, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan kecerahan supernova. Telah diamati bahwa sekitar setengah dari energi cahaya supernova dilepaskan pada tahap peningkatan kecerahan, dan setengah lainnya dilepaskan pada bagian kurva yang meluruh. Ini, khususnya, dapat dilihat pada Gambar.1. Setelah berlalunya maksimum, yang berlangsung 1-2 hari, kecerahan dengan cepat berkurang dengan besaran bintang, mis. pada waktunya. Setelah itu, penurunan eksponensial dimulai. Tetapi daerah peluruhan supernova Tipe I biasanya lebih dari 10 kali lebih lama daripada daerah menaik. Dalam model kami, semua energi supernova terbentuk dari energi gravitasi (4) dari materi yang jatuh. Dari sini dapat disimpulkan bahwa lubang hitam menyerap kira-kira setengah dari massa planet di wilayah kenaikan kecerahan, dan setengah lainnya pada tahap peluruhan kurva. Ini berarti bahwa, setelah menangkap setengah massa planet, lubang hitam menangkap hampir seluruh fluks magnet planet, dan luas penampang tabung berhenti tumbuh. Karena medan magnet dipol lubang (seperti planet) dipertahankan oleh arus cincin, maka dengan redaman bertahap arus ini, fluks magnet berkurang, masing-masing, luas penampang tabung juga berkurang. , yang menyebabkan penurunan kecerahan supernova. Arus cincin yang mengelilingi tabung dapat direpresentasikan dengan beberapa pendekatan sebagai torus dengan induktansi L dan resistansi aktif R. Dalam rangkaian tertutup seperti itu, redaman arus terjadi sesuai dengan hukum eksponensial yang terkenal:

di mana adalah nilai arus awal (dalam kasus kami, di ).

Perlu dicatat bahwa alasan pelepasan energi di daerah peluruhan kurva cahaya supernova masih merupakan salah satu masalah yang belum terpecahkan. Segmen peluruhan halus kurva (Gbr. 1) untuk supernova tipe I dicirikan oleh kemiripan yang tinggi. Daya radiasi selama peluruhan dijelaskan dengan baik oleh eksponen:

Di mana hari-hari untuk semua supernova tipe I. Ketergantungan sederhana ini bertahan hingga akhir pengamatan supernova. Peluruhan 700 hari yang memecahkan rekor diamati dalam supernova yang meledak di galaksi NGC 5253 pada tahun 1972. Untuk menjelaskan bagian kurva ini, pada tahun 1956 sekelompok astronom Amerika (Baade et al.) mengajukan hipotesis yang menyatakan bahwa pelepasan energi pada bagian peluruhan terjadi karena peluruhan radioaktif dari inti isotop californium-254 , waktu paruhnya adalah 55 hari, kira-kira sesuai dengan nilai eksponen . Namun, ini membutuhkan jumlah isotop langka yang sangat besar. Kesulitan juga muncul ketika mencoba menggunakan isotop radioaktif nikel-56, yang, meluruh dengan waktu paruh 6,1 hari, masuk ke kobalt-56 radioaktif, yang mengalami peluruhan dengan waktu paruh 77 hari, membentuk besi yang stabil. 56 isotop. Dengan cara menjelaskan ini, masalah yang signifikan adalah tidak adanya garis kuat kobalt terionisasi dalam spektrum supernova tipe I setelah melewati kecerahan maksimum.

Dalam model kami, penurunan eksponensial dalam daya radiasi supernova dijelaskan oleh penurunan eksponensial nilai arus cincin (22), karena . Di mana hari. Bagian cembung dari kurva pada Gambar 1 (ditunjukkan dengan huruf ) dapat diartikan sebagai berikut. Pada kecerahan maksimum, fluks magnet planet masih terus ditangkap oleh lubang hitam, tetapi peningkatan fluks magnet sudah sama dengan kerugiannya karena redaman arus cincin. Pada penurunan bagian cembung kurva, sisa-sisa medan magnet planet diserap. Dan, akhirnya, setelah melewati bagian, aliran fluks magnet ke lubang hitam benar-benar berhenti dan penurunan eksponensial dimulai, karena redaman arus cincin yang beredar di sekitar tabung.

Karena fluks magnet dalam tabung di kutub selatan dan utara lubang hitam adalah sama, mari kita perhatikan proses penangkapan medan magnet oleh lubang di salah satu belahan planet ini. Mari kita pilih di bagian tengah planet sebuah bola dengan jari-jari dan dengan induksi rata-rata medan magnet di dalamnya sama dengan . Kemudian fluks magnet yang melewati luas penampang bola tegak lurus terhadap vektor yang melewati diameter:

dimana adalah radius bagian. Setelah diferensiasi, kita sampai pada persamaan:

Massa satu belahan bumi dengan jari-jari dan co kepadatan sedang zat :

Oleh karena itu hubungan antara diferensial:

Dari (25) dan (27) diperoleh:

Ungkapan terakhir menggambarkan laju perubahan fluks magnet di satu belahan bumi dengan perubahan massa dan sebenarnya berarti sebagai berikut. Jika lubang hitam menyerap massa dari sebuah planet, maka bersama-sama dengan massa ini akan menangkap fluks magnet planet sebesar . Selanjutnya, dengan mempertimbangkan bahwa dan , di mana volume satu belahan, kita memperoleh hubungan:

Oleh karena itu laju perubahan fluks magnet selama aliran massa dari planet ke lubang hitam:

Jelas, laju perubahan fluks magnet planet sama dengan laju perubahan fluks magnet lubang. Persamaan (30) dan (29) juga berlaku untuk nilai dan m lubang. Untuk melihat ini, kita dapat membayangkan bahwa massa dan fluks magnet mengalir ke arah yang berlawanan - dari lubang hitam berbentuk bola ke planet.

Dalam kasus lubang hitam yang kami pertimbangkan, hampir semua medan magnetnya terkonsentrasi di tabung di kutub dan untuk itu dan , di mana adalah luas penampang tabung. Akibatnya, dari (29) kita sampai pada persamaan:

di mana sesuai dengan massa yang telah melewati tabung pada saat , ketika supernova sudah terlihat melalui teleskop, luas penampang tabung di . Setelah menghitung integral, kita sampai pada hubungan:

atau untuk , dan :

Dari sini orang dapat menemukan waktu ketika supernova mencapai kecerahan maksimumnya dari sudut pandang pengamat jauh. Keadaan yang memungkinkan kita untuk menghilangkan koefisien K:

Seperti yang telah dicatat, kira-kira setengah dari energi pancaran cahaya supernova dilepaskan pada tahap peningkatan kecerahan, dan separuh kedua pada tahap penurunannya. Ini berarti bahwa seluruh medan magnet planet akan masuk ke dalam lubang hitam pada saat kira-kira setengah dari massa planet telah diserap. Massa, misalnya, inti bumi, di mana hampir semua fluks magnetnya terkonsentrasi, adalah . Ini sedikit kurang dari setengah massa planet. Tetapi Gambar 2 menunjukkan bahwa aliran materi ke dalam lubang terjadi terutama dalam arah yang dekat dengan sumbu rotasi. Oleh karena itu, pada saat penangkapan seluruh inti, sebagian substansi mantel dari daerah subpolar juga akan ditangkap. Dapat diperkirakan bahwa setelah menyerap seluruh medan magnet planet, massa yang telah melewati kedua tabung magnet di kutub lubang dapat menjadi sekitar setengah massa planet. Jika kita juga memperhitungkan bahwa kita mempertimbangkan proses penyerapan materi planet oleh lubang hitam hanya di satu belahan bumi, maka untuk supernova kecerahan rata-rata . Secara fisis, M 0 adalah massa total yang telah melewati penampang satu tabung magnet pada saat daya radiasi puncak tercapai. Massa yang sesuai dengan awal pengamatan supernova dapat ditemukan sebagai berikut. Dari (13) dan (31) hubungannya sebagai berikut:

atau setelah integrasi:

dari mana mengikuti

Diketahui bahwa untuk supernova, amplitudo kecerahan (perbedaan antara kecerahan minimum dan maksimum) adalah magnitudo bintang. Biarkan amplitudo sama dengan nilai rata-rata 16 magnitudo. Kemudian dari (16) berikut dan, lebih jauh dari (38) kita peroleh . Setelah substitusi ke (35) nilai numerik besaran fisika lainnya , dan luas satu titik panas dari sudut pandang pengamat jauh , kita menemukan waktu ketika supernova mencapai kecerahan maksimumnya untuk pengamat eksternal hari itu. Hal ini sesuai dengan data pengamatan yang disajikan pada Tabel 1, di mana waktu ini dalam kisaran hari. Karena sifat logaritma amplitudo kecerahan, magnitudo 15 dan 17 juga memberikan nilai yang dapat diterima masing-masing 17,9 dan 20,3 hari.

Dengan demikian, model supernova yang diusulkan di atas, berdasarkan penyerapan sebuah planet oleh lubang hitam kecil, mampu menjelaskan semua sifat utama supernova yang diamati, seperti energi total radiasi cahaya, daya radiasi, waktu yang diperlukan untuk supernova untuk mencapai kecerahan maksimumnya, dan juga menunjukkan alasan pelepasan energi di daerah peluruhan kecemerlangan supernova. Pada tahap awal pengembangan supernova planet, ketika planet pecah, awan plasma panas dengan suhu tampaknya dapat dikeluarkan, yang akan menyebabkan kilatan radiasi gamma, yang dicatat dalam supernova nyata. Teori ini juga menjelaskan fitur karakteristik kurva cahaya (Gbr. 1).

Menarik juga untuk membuat beberapa perkiraan mengenai tingkat dampak supernova planet pada bintang pusat. Densitas Fluks Radiasi Supernova pada jarak di akan berjumlah . Ini jauh lebih besar daripada kerapatan fluks radiasinya sendiri dari permukaan bintang seperti Matahari (). Ini mengikuti dari hubungan bahwa karena radiasi supernova, suhu permukaan Matahari akan meningkat dari . Mudah untuk menghitung bahwa hanya pada hari-hari di dekat kecerahan maksimum supernova "planet", bintang yang mirip dengan Matahari akan menerima energi panas , di mana adalah jari-jari bintang. Matahari sendiri menghasilkan energi ini dalam 577 tahun. Dapat diasumsikan bahwa pemanasan yang sedemikian tinggi menyebabkan hilangnya stabilitas termal bintang. Menurut perhitungan yang ada, bintang biasa dapat mempertahankan stabilitas termal hanya selama peningkatan suhu yang lambat, ketika bintang memiliki waktu untuk mengembang dan mengurangi suhunya. Peningkatan suhu yang cukup cepat dapat menyebabkan hilangnya stabilitas dan ledakan reaktor termonuklir bintang. Menurut model yang ada, di bintang seperti Matahari, reaksi termonuklir dari siklus hidrogen terjadi di wilayah hingga radius 0,3 dari pusat bintang, di mana suhunya bervariasi dari 15,5 hingga 5 juta kelvin. Dalam kisaran jarak jari-jari, energi panas ditransfer ke permukaan melalui radiasi. Di atas, ke permukaan bintang, terdapat zona konveksi turbulen, di mana energi panas ditransfer karena gerakan vertikal zat. di bawah sinar matahari kecepatan rata-rata gerak konveksi vertikal adalah . Dalam kasus kami, memanaskan permukaan bintang hingga suhu lebih dari 100 ribu derajat akan memperlambat laju konveksi dan meningkatkan suhu aliran materi yang turun. Akibatnya, bintang akan menyerupai reaktor nuklir dengan pendinginan sebagian dimatikan. Pada kecepatan vertikal aliran konvektif, energi panas yang diterima dari supernova planet, setelah melewati , akan mencapai batas bawah zona konvektif Hanya untuk .

Ketika lapisan konvektif bintang dipanaskan, karena energi radiasi dan karena aliran konvektif yang lebih panas, pada sisi bintang yang menghadap supernova, gas akan mengembang dan akan terbentuk tonjolan. Energi panas yang diterima bintang akan diubah menjadi energi gravitasi. energi potensial terbentuk "punuk". Hal ini akan menyebabkan ketidakseimbangan gaya gravitasi di dalam bintang. Materi dalam, termasuk area inti, akan mulai mengalir sedemikian rupa untuk mengembalikan keseimbangan gravitasi. Gesekan kental mengarah pada fakta bahwa energi kinetik aliran diubah menjadi energi panas zat. Karena fakta bahwa bintang berputar, "punuk" terus bergerak. Karena itu, aliran dan pelepasan panas di dalam bintang berlanjut hingga supernova bersinar. Akibatnya, materi dalam bintang dalam waktu singkat akan menerima energi panas yang sama dengan yang dihasilkan bintang itu sendiri selama ratusan tahun. Rupanya, dalam beberapa kasus, ini cukup untuk menyebabkan hilangnya stabilitas termal bintang. Beberapa peningkatan suhu yang berlebihan di kedalaman bintang menyebabkan peningkatan laju reaksi termonuklir, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan suhu yang lebih besar, mis. proses pembakaran bahan bakar termonuklir mulai berakselerasi sendiri dan menutupi semakin banyak volume bintang, yang pada akhirnya, mungkin, mengarah pada ledakannya.

Jika proses ledakan dimulai pada lapisan yang terletak sedikit di atas inti bintang, maka akan mengalami kompresi yang kuat. Dalam kasus di mana bintang memiliki inti helium yang cukup masif (dengan massa kurang dari ), tekanan ledakan dapat "mendorong" untuk runtuh menjadi bintang neutron. Karena fakta bahwa ledakan awalnya dimulai di wilayah bintang yang terbatas, ia dapat memiliki karakter asimetris, akibatnya bintang neutron akan menerima impuls besar. Ini menjelaskan dengan baik mengapa bintang neutron secara harfiah "menembak" dari lokasi ledakan supernova dengan kecepatan sekitar 500 km / s dan bahkan hingga 1700 km / s (pulsar di Nebula Gitar). Energi ledakan bintang akan dihabiskan, khususnya, pada energi kinetik bintang neutron dan energi kinetik dari gas yang dikeluarkan, yang kemudian membentuk karakteristik nebula yang mengembang. Jenis energi ini biasa disebut sebagai energi supernova. Jenis energi ini juga dilengkapi dengan energi fluks neutrino, yang radiasinya harus menyertai proses runtuhnya inti bintang. Dalam hal ini, energi total supernova kadang-kadang secara teoritis diperkirakan sama atau lebih dari joule. Efek cahaya selama ledakan bintang deret utama, sebagaimana telah dicatat, menurut perhitungan Imshennik V.S. dan Nadezhina D.K. , ternyata jauh lebih kecil daripada supernova nyata, sehingga proses ledakan termonuklir sebuah bintang mungkin hampir tidak terlihat dengan latar belakang ledakan supernova planet.

Dalam kasus di mana kekuatan ledakan bintang normal tidak cukup untuk mengubah inti helium yang terletak di pusatnya menjadi bintang neutron, inti ini dapat dikeluarkan ke ruang sekitarnya dalam bentuk katai putih. Baru-baru ini ditemukan LP 40-365 katai putih dengan kecepatan luar angkasa yang sangat tinggi sekitar . Kecepatan ini tidak dapat dijelaskan efek sampingan pada penggabungan dua katai putih, karena kedua bintang mati dalam prosesnya. Sebagai alasan lain yang mungkin untuk munculnya seperti itu kecepatan tinggi proses akresi hidrogen oleh katai putih dari bintang pendamping dalam sistem biner dekat dipertimbangkan. Ketika sejumlah hidrogen terakumulasi, tekanan dan suhunya mencapai nilai kritis, dan pada permukaan kurcaci ledakan termonuklir. Ledakan seperti ini dikenal sebagai ledakan nova dan dapat berulang. Tetapi kekuatan ledakan dalam kasus ini relatif kecil dan kurcaci terus berada di orbitnya. Ledakan ini tidak dapat menarik katai putih keluar dari sistem biner dan menyebabkan munculnya kecepatan luar angkasa yang besar seperti katai putih LP 40-365. Penemuan objek ini mungkin menunjukkan bahwa bintang-bintang yang mirip dengan Matahari, bertentangan dengan semua harapan, benar-benar dapat meledak.

Seperti yang telah disebutkan, pengusiran plasma dari inti planet juga dapat disertai dengan pengusiran puing-puing besar dan pecahan cair planet, termasuk dari inti besi. Ini, khususnya, dapat menjelaskan asal usul meteorit besi, serta pembentukan chondrules - bola komposisi silikat yang ada dalam meteorit, seperti chondrites. Sebuah meteorit juga dikenal, di mana chondrules adalah bola besi. Menurut beberapa laporan, meteorit ini disimpan di Nikolaevskaya observatorium astronomi. Chondrules dalam teori kami terbentuk ketika lelehan disemprotkan dengan semburan gas panas. Dalam keadaan tanpa bobot, partikel lelehan berbentuk bola dan, saat mendingin, mengeras. Jika kita memperhitungkan bahwa laju ejeksi materi dari bagian dalam planet dapat melebihi laju pelepasan dari bintang, maka beberapa meteorit dan asteroid dapat memasuki tata surya dari sistem keplanetan bintang lain. Bersama dengan pecahan zat meteorit benda-benda asal teknogenik non-terestrial kadang-kadang bisa jatuh di Bumi.

Pada Mei 1931, di Eton, Colorado, sebuah batangan logam kecil jatuh ke tanah di dekat petani Foster, yang sedang bekerja di kebun. Ketika petani mengambilnya, masih sangat panas sehingga membakar tangannya. Meteorit Eton dipelajari oleh spesialis Amerika H. Niniger. Dia menemukan bahwa meteorit itu terdiri dari paduan Cu-Zn (66,8% Cu dan 33,2% Zn). Paduan komposisi serupa dikenal di Bumi sebagai kuningan, sehingga meteorit itu diklasifikasikan sebagai pseudometeorit. Kasus aneh lainnya dari spesimen yang tidak biasa jatuh dari langit juga diketahui. Jadi pada tanggal 5 April 1820, sepotong batu kapur merah membara jatuh di geladak kapal Inggris Escher. PADA kondisi duniawi Batugamping chemogenic dan biogenic terbentuk dalam proses sedimentasi di dasar laut. Ahli geologi Wichmann, yang mempelajari sampel ini, menyatakan bahwa "ini adalah batu kapur, dan karenanya bukan meteorit."

Ada juga laporan di Internet tentang penemuan "aneh" benda-benda asal buatan dalam endapan geologis dengan usia puluhan dan ratusan juta tahun. Dalam kasus di mana keandalan temuan seperti itu terbukti, seseorang dapat mengasumsikan sesuatu yang tidak wajar asal buatan menemukan artefak.

Di celah-celah asteroid besar yang terlontar dari planet ini, air yang mengandung bakteri bisa tertinggal. Asteroid ini mungkin berperan Kendaraan untuk bakteri. Oleh karena itu, supernova planet dapat berkontribusi pada perluasan kehidupan ke sistem bintang lain, yang memperkuat dasar teori panspermia. Menurut teori ini, kehidupan di ruang angkasa ada hampir di mana-mana, di mana ada kondisi yang menguntungkan, dan menemukan cara untuk berpindah dari satu sistem bintang ke yang lain.

Supernova planet, menyebabkan ledakan bintang induk, memperkaya lingkungan luar angkasa dengan unsur-unsur yang lebih berat daripada helium (logam). Ini mengarah pada pembentukan awan gas-debu di galaksi. Diketahui bahwa proses aktif pembentukan bintang dan planet baru terjadi di awan ini di era modern.

Berdasarkan hasil yang diperoleh dalam pekerjaan, kita dapat menyimpulkan bahwa peradaban, memulai supernova planet, benar-benar berkontribusi pada penyebaran kehidupan di galaksi, dan juga mereproduksi habitat kehidupan di dalamnya. Berkat ini, rantai kehidupan di galaksi tidak terputus. Rupanya, ini adalah tujuan akhir dan makna kosmis dari keberadaan sebagian besar peradaban. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang ini di brosur penulis Lubang Hitam dan Tujuan Evolusi Biosfer.

Sumber informasi

1. Akresi (http://www.astronet.ru/db/msg/1172354 ? text_comp=gloss_graph.msn).
2. Para astronom telah menemukan katai putih yang selamat dari ledakan supernova (https://ria.ru/science/20170818/1500568296.html).
3. Blinnikov S.I. Semburan sinar gamma dan supernova (www.astronet.ru/db/msg/1176534/node3.html).
4. Bochkarev N.G. Medan magnet di ruang hampa. - M.: Nauka, 1985.
5. Gursky G. bintang neutron, lubang hitam dan supernova. - Dalam buku: On canggih astrofisika. - M.: Mir, 1979.
6. Gerels N., Piro L., Leonard P. Ledakan paling terang di alam semesta. - "Di dunia sains", 2003, No. 4 (http://astrogalaxy.ru/286.html).
7. Jacobs J. Inti bumi. - M.: Mir, 1979.
8. Zeldovich Ya.B., Blinnikov S.I., Shakura N.I. Fondasi fisik dari struktur dan evolusi bintang. - M.: Ed. Universitas Negeri Moskow, 1981 (www.astronet.ru/db/msg/1149513/index.html).
9. Siegel F.Yu. Substansi alam semesta. - M.: "Kimia", 1982.
10. Kononovich E.V., Moroz V.I. Kursus umum astronomi. - M.: Editorial URSS, 2004.
11. Kaufman W. Batas kosmik dari teori relativitas. - M.: Mir, 1981.
12. Casper W. Gravity - misterius dan biasa. - M.: Mir, 1987.
13. Kuzmichev V.E. Hukum dan rumus fisika. - Kiev: Naukova Dumka, 1989.
14. Müller E., Hilbrand W., Janka H-T. Cara meledakkan bintang. - "Dalam dunia sains" / Astrofisika / No. 12, 2006.
15. Model pertambahan materi ke lubang hitam supermasif/Kuliah tentang Astrofisika Umum untuk Fisikawan (http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/9lec/node 3 .html).
16. Mizner C., Thorn K., Wheeler J. Gravity, vol.2, 1977.
17. Martynov D.Ya. Kursus astrofisika umum. - M.: Nauka, 1988.
18. Supernova yang Tidak Meledak: Masalah dalam Teori (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. Gravitasi, foton, jam. UFN, jilid 169, no.10, 1999.
21. Pskovskiy Yu.P. Bintang baru dan supernova. - M., 1985 (http://www.astronet.ru/db/msg/1201870/07).
22. Rhys M., Ruffini R., Wheeler J. Lubang hitam, gelombang gravitasi dan kosmologi. - M.: Mir, 1977.
23. Rybkin V.V. Lubang hitam dan tujuan evolusi biosfer. - Novosibirsk, 2014, diterbitkan sendiri.
24. Stacy F. Fisika Bumi. - M.: Mir, 1972.
25. Lubang hitam paling terkenal menunjukkan kepada para astronom sebuah medan magnet (http://lenta.ru/news/2011/03/25/magnetic/_Prited.htm).
26. Hoyle F, Wickramasingh C. Komet sebagai wahana dalam teori panspermia. - Dalam buku: Komet dan asal usul kehidupan. - M.: Mir, 1984.
27. Tsvetkov D.Yu. supernova. (http://www.astronet.ru/db/msg/1175009).
28. Lubang hitam (https://ru.wikipedia.org/wiki/Lubang hitam).
29. Shklovsky I.S. Bintang: kelahiran, kehidupan, dan kematian mereka. - M.: Nauka, 1984.
30. Shklovsky I.S. Masalah astrofisika modern. - M.: Nauka, 1988.
31. Gilfanov M., Bogdan A. Batas atas kontribusi pertambahan katai putih tingkat supernova tipe Ia. - "Alam", 18 Februari 2010.
32. Zamaninasab M., Clausen-Brown E., Savolainen T., Tchekhovskoy A. Medan magnet dinamis penting di dekat lubang hitam supermasif yang bertambah. - Alam 510, 126-128, (05 Juni 2014).

Secara tidak sengaja terlalu dekat dengan lubang hitam akan meregangkan Anda seperti spageti
Radiasi yang kuat akan menggoreng Anda sebelum Anda "spageti"
Anda bahkan tidak punya waktu untuk memperhatikan bagaimana lubang hitam akan menelan Bumi
Dan pada saat yang sama, lubang hitam dapat membuat hologram dari seluruh planet.

Lubang hitam telah lama menjadi sumber kegembiraan dan intrik yang luar biasa.

Setelah penemuan gelombang gravitasi, minat lubang hitam pasti akan meningkat sekarang.

Satu pertanyaan tetap tidak berubah - apa yang akan terjadi pada planet dan umat manusia, jika secara teoritis diasumsikan bahwa lubang hitam akan berada di sebelah Bumi?

Konsekuensi paling terkenal dari kedekatan lubang hitam adalah fenomena yang disebut "spagetifikasi". Singkatnya, jika Anda terlalu dekat dengan lubang hitam, Anda akan meregang seperti spageti. Efek ini disebabkan oleh efek gravitasi pada tubuh Anda.

Bayangkan bahwa kaki Anda pertama kali mengarah ke lubang hitam.

Karena kaki Anda lebih dekat ke lubang hitam, mereka akan merasakan tarikan yang lebih kuat daripada kepala Anda.

Lebih buruk lagi, lengan Anda, karena tidak berada di tengah tubuh Anda, akan diregangkan ke arah yang berbeda dari kepala Anda. Ujung-ujung tubuh Anda akan tertarik ke dalam. Pada akhirnya, tubuh Anda tidak hanya akan meregang, tetapi menjadi kurus di tengah.

Oleh karena itu, setiap benda atau objek lain, seperti Bumi, akan mulai menyerupai spageti jauh sebelum memasuki pusat lubang hitam.

Apa yang akan terjadi, secara hipotetis, jika sebuah lubang hitam tiba-tiba muncul di sebelah Bumi?

Sama efek gravitasi, yang dapat menyebabkan "spagetifikasi", akan segera mulai berlaku. Di sisi Bumi yang lebih dekat dengan lubang hitam, gaya gravitasi akan bekerja lebih kuat daripada di sisi yang berlawanan. Dengan demikian, kematian seluruh planet tidak akan terhindarkan. Dia akan tercabik-cabik.

Jika planet ini berada dalam jangkauan lubang hitam yang sangat kuat, kita bahkan tidak akan punya waktu untuk memperhatikan apa pun, karena planet itu akan menelan kita dalam sekejap.

Tapi sebelum petir menyambar, kita masih punya waktu.

Jika kegagalan seperti itu terjadi, dan kita akan jatuh ke dalam lubang hitam, kita dapat menemukan diri kita berada pada rupa holografik dari planet kita.

Menariknya, lubang hitam belum tentu hitam.

Quasar adalah inti terang dari galaksi jauh yang memakan energi radiasi dari lubang hitam.

Mereka sangat terang sehingga melebihi kekuatan radiasi semua bintang di galaksi mereka sendiri.

Radiasi seperti itu muncul ketika lubang hitam berpesta dengan materi baru.

Untuk lebih jelasnya, apa yang masih bisa kita lihat adalah materi di luar jangkauan lubang hitam. Tidak ada apa pun dalam jangkauannya, bahkan cahaya.

Selama penyerapan materi, energi kolosal terpancar. Cahaya inilah yang bisa dilihat saat mengamati quasar.

Oleh karena itu, objek yang berada di dekat lubang hitam akan menjadi sangat panas.

Jauh sebelum "spagetifikasi" radiasi kuat akan menggoreng Anda.

Bagi mereka yang telah menonton film Christopher Nolan Interstellar, prospek sebuah planet yang mengorbit lubang hitam hanya dapat menarik dalam satu cara.

Untuk perkembangan kehidupan, diperlukan sumber energi atau perbedaan suhu. Dan lubang hitam bisa menjadi sumber seperti itu.

Namun, ada satu syarat.

Lubang hitam harus berhenti menyerap materi apa pun. Jika tidak, itu akan memancarkan terlalu banyak energi untuk mendukung kehidupan di dunia tetangga. Seperti apa kehidupan di dunia seperti itu (asalkan tidak terlalu dekat, jika tidak maka "spaghetti"), tapi itu pertanyaan lain.

Jumlah energi yang akan diterima planet kemungkinan besar akan sangat kecil dibandingkan dengan apa yang diterima Bumi dari Matahari.

Dan habitat di planet seperti itu akan agak aneh.

Karena itulah, saat membuat film Interstellar, Thorne berkonsultasi dengan para ilmuwan untuk memastikan keakuratan gambar lubang hitam.

Semua faktor ini tidak mengesampingkan kehidupan, hanya memiliki pandangan yang agak kaku dan sangat sulit untuk memprediksi seperti apa bentuknya.

Konsep lubang hitam diketahui semua orang - dari anak sekolah hingga orang tua, digunakan dalam literatur sains dan fiksi, di media kuning dan di konferensi ilmiah. Tapi tidak semua orang tahu apa sebenarnya lubang ini.

Dari sejarah lubang hitam

1783 Hipotesis pertama tentang keberadaan fenomena seperti lubang hitam diajukan pada tahun 1783 oleh ilmuwan Inggris John Michell. Dalam teorinya, ia menggabungkan dua kreasi Newton - optik dan mekanika. Ide Michell adalah ini: jika cahaya adalah aliran partikel kecil, maka, seperti semua benda lain, partikel harus mengalami gaya tarik medan gravitasi. Ternyata dari bintang yang lebih masif, semakin sulit bagi cahaya untuk menolak daya tariknya. 13 tahun setelah Michell, astronom dan matematikawan Prancis Laplace mengajukan (kemungkinan besar secara independen dari rekan Inggrisnya) teori serupa.

1915 Namun, semua karya mereka tetap tidak diklaim hingga awal abad ke-20. Pada tahun 1915, Albert Einstein menerbitkan Teori Relativitas Umum dan menunjukkan bahwa gravitasi adalah kelengkungan ruang-waktu yang disebabkan oleh materi, dan beberapa bulan kemudian, astronom dan fisikawan teoretis Jerman Karl Schwarzschild menggunakannya untuk memecahkan masalah astronomi tertentu. Dia menjelajahi struktur ruang-waktu melengkung di sekitar Matahari dan menemukan kembali fenomena lubang hitam.

(John Wheeler menciptakan istilah "lubang hitam")

1967 fisikawan Amerika John Wheeler menguraikan ruang yang dapat diremas, seperti selembar kertas, menjadi titik yang sangat kecil dan disebut sebagai "Lubang Hitam".

1974 fisikawan Inggris Stephen Hawking membuktikan bahwa lubang hitam, meskipun menelan materi tanpa kembali, dapat memancarkan radiasi dan akhirnya menguap. Fenomena ini disebut "Radiasi Hawking".

Dewasa ini. Penelitian Terbaru pulsar dan quasar, serta penemuan radiasi peninggalan akhirnya memungkinkan untuk menggambarkan konsep lubang hitam itu sendiri. Pada tahun 2013, awan gas G2 datang sangat dekat dengan Lubang Hitam dan kemungkinan besar akan diserap olehnya, pengamatan dari proses yang unik akan memberikan peluang besar bagi penemuan baru fitur lubang hitam.

Apa sebenarnya lubang hitam itu?

Penjelasan singkat tentang fenomena tersebut terdengar seperti ini. Lubang hitam adalah wilayah ruang-waktu yang tarikan gravitasi sangat besar sehingga tidak ada objek, termasuk kuanta cahaya, yang dapat meninggalkannya.

Sebuah lubang hitam pernah menjadi bintang masif. Selama reaksi termonuklir mempertahankan tekanan tinggi di perutnya, semuanya tetap normal. Namun seiring waktu, pasokan energi habis dan benda angkasa, di bawah pengaruh gravitasinya sendiri, mulai menyusut. Tahap akhir dari proses ini adalah runtuhnya inti bintang dan pembentukan lubang hitam.

• 1. Pengeluaran jet lubang hitam dengan kecepatan tinggi


• 2. Cakram materi tumbuh menjadi lubang hitam


• 3. Lubang hitam


• 4. Skema terperinci dari wilayah lubang hitam


• 5. Ukuran pengamatan baru yang ditemukan

Teori yang paling umum mengatakan bahwa ada fenomena serupa di setiap galaksi, termasuk di pusat Bima Sakti kita. kekuatan besar Daya tarik lubang ini mampu menahan beberapa galaksi di sekitarnya, mencegah mereka menjauh satu sama lain. "Cakupan wilayah" bisa berbeda, semuanya tergantung pada massa bintang yang telah berubah menjadi lubang hitam, dan bisa ribuan tahun cahaya.

radius Schwarzschild

Sifat utama lubang hitam adalah bahwa materi apa pun yang masuk ke dalamnya tidak akan pernah bisa kembali. Hal yang sama berlaku untuk cahaya. Pada intinya, lubang adalah benda yang sepenuhnya menyerap semua cahaya yang jatuh padanya dan tidak memancarkannya sendiri. Benda-benda seperti itu secara visual dapat muncul sebagai gumpalan kegelapan mutlak.

• 1. Memindahkan materi dengan setengah kecepatan cahaya


• 2. Cincin foton


• 3. Cincin foton bagian dalam


• 4. Cakrawala peristiwa di lubang hitam

Berdasarkan Teori Relativitas Umum Einstein, jika sebuah benda mendekati jarak kritis dari pusat lubang, ia tidak dapat kembali lagi. Jarak ini disebut radius Schwarzschild. Apa yang sebenarnya terjadi dalam radius ini tidak diketahui secara pasti, tetapi ada teori yang paling umum. Dipercayai bahwa semua materi lubang hitam terkonsentrasi di titik yang sangat kecil, dan di pusatnya ada objek dengan kepadatan tak terbatas, yang oleh para ilmuwan disebut gangguan tunggal.

Bagaimana itu jatuh ke dalam lubang hitam

(Dalam gambar, lubang hitam Sagitarius A * terlihat seperti sekelompok cahaya yang sangat terang)

Belum lama ini, pada tahun 2011, para ilmuwan menemukan awan gas, memberinya nama sederhana G2, yang memancarkan cahaya yang tidak biasa. Cahaya seperti itu dapat memberikan gesekan pada gas dan debu, yang disebabkan oleh aksi lubang hitam Sagitarius A * dan yang berputar di sekitarnya dalam bentuk piringan akresi. Dengan demikian, kita menjadi pengamat fenomena menakjubkan penyerapan awan gas oleh lubang hitam supermasif.

Oleh penelitian terbaru pendekatan terdekat ke lubang hitam akan terjadi pada Maret 2014. Kita dapat membuat ulang gambaran bagaimana tontonan yang menarik ini akan dimainkan.

• 1. Saat pertama kali muncul dalam data, awan gas menyerupai bola gas dan debu yang sangat besar.


• 2. Sekarang, per Juni 2013, awan itu berjarak puluhan miliar kilometer dari lubang hitam. Itu jatuh ke dalamnya dengan kecepatan 2500 km / s.


• 3. Awan diperkirakan akan melewati lubang hitam, tetapi gaya pasang surut yang disebabkan oleh perbedaan gaya tarik yang bekerja pada tepi depan dan belakang awan akan menyebabkannya menjadi semakin memanjang.


• 4. Setelah cloud rusak, sebagian besar kemungkinan besar akan bergabung ke dalam disk akresi di sekitar Sagitarius A*, menghasilkan di dalamnya gelombang kejut. Suhu akan naik hingga beberapa juta derajat.


• 5. Sebagian awan akan jatuh langsung ke lubang hitam. Tidak ada yang tahu persis apa yang akan terjadi pada zat ini, tetapi diperkirakan bahwa dalam proses jatuh itu akan memancarkan aliran sinar-X yang kuat, dan tidak ada orang lain yang akan melihatnya.

Video: lubang hitam menelan awan gas

(Simulasi komputer tentang seberapa banyak awan gas G2 akan dihancurkan dan dikonsumsi oleh lubang hitam Sagitarius A*)

Apa yang ada di dalam lubang hitam?

Ada teori yang mengklaim bahwa lubang hitam di dalamnya praktis kosong, dan semua massanya terkonsentrasi di titik yang sangat kecil yang terletak di pusatnya - sebuah singularitas.

Menurut teori lain yang telah ada selama setengah abad, segala sesuatu yang jatuh ke dalam lubang hitam akan masuk ke alam semesta lain yang terletak di dalam lubang hitam itu sendiri. Sekarang teori ini bukan yang utama.

Dan ada teori ketiga, paling modern dan ulet, yang menurutnya segala sesuatu yang jatuh ke dalam lubang hitam larut dalam getaran string di permukaannya, yang ditetapkan sebagai cakrawala peristiwa.

Jadi apa itu cakrawala peristiwa? Mustahil untuk melihat ke dalam lubang hitam bahkan dengan teleskop yang sangat kuat, karena bahkan cahaya, yang masuk ke dalam corong kosmik raksasa, tidak memiliki kesempatan untuk muncul kembali. Segala sesuatu yang entah bagaimana dapat dipertimbangkan ada di sekitarnya.

Cakrawala peristiwa adalah garis bersyarat permukaan dari mana tidak ada apa pun (baik gas, debu, bintang, maupun cahaya) yang dapat melarikan diri. Dan ini adalah titik tidak bisa kembali yang sangat misterius di lubang hitam Semesta.