ანოტაცია

სტატია იკვლევს კითხვას, თუ როგორ შეიძლება გამოიყურებოდეს პატარა შავი ხვრელის მიერ პლანეტის შთანთქმის პროცესი გარე დამკვირვებლისთვის. ხვრელი შეიძლება წარმოიქმნას ცივილიზაციის ფიზიკური ექსპერიმენტების შედეგად, ან შეიძლება პლანეტაზე შევიდეს კოსმოსიდან. პლანეტის ცენტრში პოზიციის დაკავების შემდეგ, ხვრელი თანდათან შთანთქავს მას. ენერგიის გაზრდილ გამოყოფას ხელს უწყობს პლანეტის მაგნიტური ველი, რომელიც სულ უფრო მეტად კონცენტრირდება ხვრელის მახლობლად, ველის ხაზების „გაყინვის“ გამტარ ნივთიერებაში და მაგნიტური ნაკადის კონსერვაციის კანონის შესაბამისად. ენერგიის უდიდესი გამოყოფა ხდება პლანეტის შთანთქმის ბოლო ეტაპზე, როდესაც დიპოლური მაგნიტური ველი ინდუქციით რიგის პოლუსებზე წარმოიქმნება ხვრელთან, რომლის რადიუსია . ამ სიდიდის ველი მთლიანად აკონტროლებს გამტარი ნივთიერების მოძრაობას და მისი შემოდინება ხვრელში ძირითადად ხდება პოლუსების რეგიონში, ძალის ველის ხაზების გასწვრივ. მაგნიტური ველის ხაზების ზოგიერთი ნაწილი პოლუსების მიდამოში, მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად, აყალიბებს შეხვევას თითქმის . შედეგად, სინათლის სიჩქარესთან ახლოს მყოფი მატერია მკვეთრად იცვლის თავის მოძრაობის მიმართულებას და განიცდის დიდ აჩქარებას, რომელიც შედარებულია მყარ ზედაპირზე შეჯახებისას. ეს ხელს უწყობს კინეტიკური ენერგიის თერმულ ენერგიად გადაქცევას. შედეგად, ხვრელის თითოეულ მაგნიტურ პოლუსზე, მოვლენის ჰორიზონტის ოდნავ ზემოთ, იქმნება ცხელი წერტილი, რომლის ტემპერატურაა დაახლოებით . ამ ტემპერატურაზე ხდება ნეიტრინოების ენერგიით ინტენსიური გამოსხივება, რომლის საშუალო თავისუფალი გზა მიმდებარე ნეიტრონულ სითხეში სიმკვრივით არის დაახლოებით . ეს ნეიტრინოები აცხელებენ ნეიტრონის სითხეს ცხელ წერტილებთან, მათ შორის მაგნიტური მილების გარეთ, რომლებსაც აქვთ რადიუსი ხვრელის პოლუსებთან. საბოლოო ჯამში, გამოთავისუფლებული თერმული ენერგია პლანეტის ზედაპირზე ამოდის არქიმედეს ძალის მოქმედების შედეგად წარმოქმნილი ცხელი მატერიის ნაკადებით. პლანეტის უშუალო სიახლოვეს ენერგია ცხელი პლაზმიდან რენტგენის სხივების სახით გამოიყოფა. შედეგად მიღებული გაზის ღრუბელი პლანეტის გარშემო არ არის გამჭვირვალე რენტგენის სხივებისთვის და ენერგია ღრუბლის ზედაპირიდან (ფოტოსფერო) გარე სივრცეში მიდის სინათლის გამოსხივების სახით. სამუშაოში განხორციელებულმა გამოთვლებმა აჩვენა, რომ სუპერნოვას სინათლის გამოსხივების დაკვირვებული ჯამური ენერგია შეესაბამება პლანეტების მასებს 0,6 - 6 დედამიწის მასა. ამ შემთხვევაში, "პლანეტარული" სუპერნოვას გამოთვლილი გამოსხივების სიმძლავრე მაქსიმალური სიკაშკაშის დროს არის 10 36 − 10 37 W, ხოლო მაქსიმალური სიკაშკაშის მიღწევის დრო დაახლოებით 20 დღეა. მიღებული შედეგები შეესაბამება სუპერნოვას რეალურად დაკვირვებულ მახასიათებლებს.

საკვანძო სიტყვები: შავი ხვრელი, სუპერნოვა, კოსმოსური ნეიტრინო ნაკადი, გამა-სხივების აფეთქებები, პლანეტარული მაგნიტური ველი, ნეიტრონული სითხე, ვარსკვლავის აფეთქება, ნეიტრონული ვარსკვლავი, თეთრი ჯუჯა, რკინის მეტეორიტები, ქონდროლების წარმოქმნა, პანსპერმიის თეორია, ბიოსფეროს ევოლუცია.

სუპერნოვას ფენომენი მდგომარეობს იმაში, რომ გალაქტიკაში მოულოდნელად ჩნდება სინათლის გამოსხივების თითქმის წერტილის წყარო, რომლის სიკაშკაშე, მაქსიმალური სიკაშკაშის მიღწევის შემდეგ, შეიძლება აღემატებოდეს, ხოლო სინათლის დროს გამოთავისუფლებული სინათლის გამოსხივების მთლიანი ენერგია არის . ზოგჯერ სუპერნოვას სიკაშკაშე შედარებადი აღმოჩნდება მთელი გალაქტიკის განუყოფელ სიკაშკაშესთან, რომელშიც მას აკვირდებიან. სუპერნოვა, რომელიც აფეთქდა 1054 წელს ჩვენს გალაქტიკაში თანავარსკვლავედი კუროში და რომელსაც ჩინელი და იაპონელი ასტრონომები აკვირდებოდნენ, დღისითაც ჩანდა.

სუპერნოვა მათი ზოგიერთი მახასიათებლის მიხედვით, პირველი მიახლოებით, იყოფა ორ ტიპად. I ტიპის სუპერნოვაები ქმნიან ობიექტების საკმაოდ ერთგვაროვან ჯგუფს სინათლის მრუდის ფორმის მიხედვით. დამახასიათებელი მრუდი ნაჩვენებია ნახ.1-ზე. II ტიპის სუპერნოვას სინათლის მრუდები გარკვეულწილად უფრო მრავალფეროვანია. მათი სიმაღლეები, საშუალოდ, გარკვეულწილად ვიწროა და მრუდის ვარდნა ბოლო ეტაპზე შეიძლება უფრო ციცაბო იყოს. II ტიპის სუპერნოვა ძირითადად გვხვდება სპირალურ გალაქტიკებში. .

ბრინჯი. 1. I ტიპის სუპერნოვას სინათლის მრუდი.

I ტიპის სუპერნოვა იფეთქებს ყველა ტიპის გალაქტიკაში – სპირალურ, ელიფსურ, „არარეგულარულ“ და ასოცირდება მზის მასის მქონე ნორმალურ ვარსკვლავებთან. მაგრამ როგორც აღინიშნა, ასეთი ვარსკვლავები არ უნდა აფეთქდეს. მისი ევოლუციის ბოლო ეტაპზე ასეთი ვარსკვლავი მცირე ხნით იქცევა წითელ გიგანტად. შემდეგ ის აგდებს თავის გარსს პლანეტარული ნისლეულის წარმოქმნით და მისი ვარსკვლავი რჩება ვარსკვლავის ადგილზე ჰელიუმის ბირთვიროგორც თეთრი ჯუჯა. ყოველწლიურად ჩვენი გალაქტიკა აწარმოებს რამდენიმე პლანეტარული ნისლეულებიდა მხოლოდ 100 წელიწადში ერთხელ იფეთქებს I ტიპის სუპერნოვა.

ვარსკვლავების აფეთქების შედეგად სუპერნოვას ფენომენის ახსნის მცდელობებს შეხვდნენ ცნობილი სირთულეები. ასე, მაგალითად, სუპერნოვაებში სიკაშკაშის მაქსიმუმი გრძელდება დაახლოებით 1-2 დღე, მაშინ როცა იმშენნიკ V.S-ის გამოთვლებით. და ნადეჟინა დ.კ. როდესაც ვარსკვლავები ფეთქდებიან ძირითადი თანმიმდევრობამაქსიმალური ბზინვარება უნდა გაგრძელდეს არაუმეტეს 20 წუთისა. გარდა ამისა, გამოთვლილი მაქსიმალური სიკაშკაშე აღმოჩნდა ასობით ჯერ ნაკლები, ვიდრე დაკვირვებული.

კვლევის ამჟამინდელ ეტაპზე, ყველაზე ძლიერი კომპიუტერების გამოყენებით შენდება აფეთქებული ვარსკვლავების მოდელები. თუმცა, ჯერ ვერ მოხერხდა მოდელის აგება, რომელშიც ვარსკვლავის თანდათანობითი ევოლუცია გამოიწვევდა სუპერნოვას ფენომენის წარმოქმნას. ზოგჯერ ასეთი მოდელის აშენებისას ცენტრალური ნაწილიაფეთქების ენერგია ხელოვნურად არის ჩადებული ვარსკვლავში, რის შემდეგაც ხდება ვარსკვლავის გარსის გაფართოებისა და გათბობის პროცესის ანალიზი.

მასიურმა ვარსკვლავმა უნდა დაიწყოს კატასტროფულად შეკუმშვა (კოლაფსი) ბირთვული ენერგიის წყაროების ყველა მარაგის ამოწურვის შემდეგ. შედეგად, ნეიტრონული ვარსკვლავი შეიძლება ჩამოყალიბდეს მის ცენტრში. 1930-იან წლებში ბაადემ და ცვიკიმ ვარაუდობდნენ, რომ ნეიტრონული ვარსკვლავის ფორმირება შესაძლოა სუპერნოვას აფეთქებას ჰგავდეს. მართლაც, ნეიტრონული ვარსკვლავის წარმოქმნის დროს, დიდი ენერგია, იმიტომ გრავიტაციული ენერგია წესრიგშია . ასე რომ, წარმოქმნილი ნეიტრონული ვარსკვლავის რადიუსით და მასით, სად არის მზის მასა, გრავიტაციული ენერგია. მაგრამ ეს ენერგია გამოიყოფა უპირატესად ნეიტრინოების სახით და არა ფოტონებისა და მაღალი ენერგიის ნაწილაკების სახით, როგორც ამას ბაადმა და ცვიკიმ თავდაპირველად ივარაუდეს. ნეიტრონული ვარსკვლავის შიდა ნაწილებში, სადაც სიმკვრივე მეტია ნეიტრინოზე, საშუალო თავისუფალი გზა არის მხოლოდ ნეიტრონული ვარსკვლავის რადიუსიდან, ე.ი. . ამიტომ, ნეიტრინოები ნელ-ნელა იშლება ზედაპირზე და ვერ აშორებენ ვარსკვლავის გარსს.

ვარსკვლავების კოლაფსზე დაფუძნებული ზეახალი ვარსკვლავების მოდელების აგებისას საკითხავი რჩება თუ არა კოლაფსი, ე.ი. ვარსკვლავის შიგნით მიმართული „აფეთქება“ გადაიქცევა გარე სივრცეში მიმართულ აფეთქებად. კომპიუტერების საგრძნობლად გაზრდილი გამოთვლითი სიმძლავრის მიუხედავად, მასიური ვარსკვლავის კოლაფსის სიმულაცია ყოველთვის ერთსა და იმავე შედეგს იწვევს: აფეთქება არ ხდება. მიზიდულობის ძალები ყოველთვის იმარჯვებენ ვარსკვლავისგან მოშორებით მიმართულ ძალებთან და მხოლოდ „ჩუმი კოლაფსი“ შეინიშნება. როგორც აღინიშნა "... არცერთი არსებული მოდელი არ ამრავლებს ფენომენების მთელ კომპლექსს, რომელიც ასოცირდება სუპერნოვას აფეთქებასთან და შეიცავს გამარტივებებს."

I ტიპის სუპერნოვაებთან დაკავშირებით, არსებობს ჰიპოთეზა, რომ ისინი თეთრი ჯუჯის კომპაქტური ჰელიუმის ვარსკვლავის ნეიტრონულ ვარსკვლავში დაშლის შედეგია, რომლის მასა აღემატება (ჩანდრასეხარის ზღვარს). თუ თეთრი ჯუჯა ახლო ორობითი სისტემის ნაწილია, მაშინ მისი მასის გაზრდის მიზეზი შეიძლება იყოს მატერიის აკრეცია, რომელიც მიედინება კომპანიონი ვარსკვლავიდან. ამ შემთხვევაში აკრეციული დისკი ხდება რენტგენის სხივების წყარო. თუმცა, რენტგენის ფონის გაზომვები მოდის ელიფსური გალაქტიკებიჩანდრას ორბიტალური ობსერვატორიის გამოყენებით ჩატარებულმა აჩვენა, რომ დაკვირვებული რენტგენის ნაკადი 30-50-ჯერ ნაკლებია ვიდრე მოსალოდნელი იყო. მაშასადამე, კვლევის ავტორების, გილფანოვისა და ბოგდანის აზრით, ეს მოწმობს სუპერნოვას წარმოშობის ჰიპოთეზის სასარგებლოდ, რომელიც დაფუძნებულია ორი თეთრი ჯუჯის შერწყმაზე მეტი მასის წარმოქმნით. მაგრამ თეთრი ჯუჯების რამდენიმე ახლო წყვილი ცნობილია და გაურკვეველია, რამდენად გავრცელებულია ისინი.

ზეახალი ვარსკვლავების აფეთქების ან კოლაფსირების გარეგანი გამოვლინებით სუპერნოვების ახსნის არსებულ სირთულეებთან დაკავშირებით, საინტერესოა სუპერნოვას ფენომენის განხილვა, როგორც პატარა შავი ხვრელის მიერ პლანეტის გადაყლაპვის პროცესი. ეს ხვრელი შეიძლება ხელოვნურად შეიქმნას პლანეტაზე, ან შეიძლება პლანეტაზე კოსმოსიდან მოვიდეს.

მოგეხსენებათ, შავ ხვრელს ახასიათებს შვარცშილდის მიერ მიღებული გარკვეული კრიტიკული რადიუსი ფარდობითობის ზოგადი თეორიის (GR) განტოლებების საფუძველზე:

სად არის გრავიტაციული მუდმივი, სინათლის სიჩქარე, შავი ხვრელის მასა. ზედაპირს, რომელიც ზღუდავს სივრცის რეგიონს რადიუსით, ეწოდება მოვლენათა ჰორიზონტი. მოვლენათა ჰორიზონტზე მდებარე ნაწილაკს არ აქვს შესაძლებლობა წავიდეს „უსასრულობამდე“, რადგან გრავიტაციული ველის გადალახვით, ის მთლიანად ხარჯავს თავის ენერგიას.

GR განტოლებების ამონახსნებიდან გამომდინარეობს, რომ შავი ხვრელის ცენტრი უნდა შეიცავდეს სინგულარობას სივრცე-დროის მეტრიკაში (სინგულარობა). შვარცშილდის შავი ხვრელის შემთხვევაში, ეს არის უსასრულო წერტილი მაღალი სიმკვრივისმატერია.

თუ შავი ხვრელი მატერიასთან არის შეხებაში, მაშინ ის იწყებს მის შეწოვას და მასის გაზრდას მანამ, სანამ მთელი მატერია, როგორიცაა პლანეტა, არ ჩაითრევს ხვრელში.

მიკროსკოპული შავი ხვრელები შეიძლება წარმოიქმნას პირდაპირ პლანეტაზე, მაგალითად, ამაჩქარებლებზე ექსპერიმენტების შედეგად, რომლის დროსაც მაღალი ენერგიის ნაწილაკები ერთმანეთს ეჯახება. ჰოკინგის თეორიის თანახმად, ვაკუუმში არსებული მიკროსკოპული შავი ხვრელი თითქმის მყისიერად უნდა აორთქლდეს. თუმცა, ჯერჯერობით არ არსებობს ამ თეორიული დასკვნების დამადასტურებელი ექსპერიმენტული შედეგები. ასევე, ნივთიერებაში აღმოჩენილი ასეთი ხვრელების თვისებები შესწავლილი არ არის. აქ მათ შეუძლიათ მიიზიდონ მატერია თავისკენ და გარშემორტყმულიყვნენ ზემკვრივი მატერიის გარსით. შესაძლებელია, რომ შავი ხვრელი არ აორთქლდეს, მაგრამ თანდათან გაზარდოს მისი მასა. შავი ხვრელები შეიძლება მოხვდნენ მატერიაში, მაგალითად, როდესაც აჩქარებული ნაწილაკების სხივი მოქმედებს ამაჩქარებლის სტრუქტურის ელემენტებზე ან სპეციალურ სამიზნეზე. ასევე შესაძლებელია, რომ ვაკუუმში მიკროსკოპული შავი ხვრელები საკმარისად დიდხანს იცოცხლონ, რომ დრო ჰქონდეთ სხივის შეჯახების წერტილიდან ამაჩქარებლის კამერის კედელამდე ფრენისთვის. ნივთიერების ხვრელების მოხვედრის შემდეგ ისინი გრავიტაციულად წყდებიან პლანეტის ცენტრისკენ.

მოვლენათა ჰორიზონტზე მატერიის შავ ხვრელში ჩავარდნის სიჩქარე შემოიფარგლება სინათლის სიჩქარით, ამიტომ ნივთიერების შთანთქმის სიჩქარე პროპორციულია ხვრელის ზედაპირის ფართობისა. მცირე ზედაპირის ფართობის გამო, ერთი მიკროსკოპული შავი ხვრელის ზრდის დრო, რომლის მასა პლანკის შკალის რიგით სახიფათო ზომამდეა, ძალიან გრძელია და ბევრჯერ აღემატება პლანეტების ასაკს. თუმცა, ბევრი ასეთი ხვრელის დამზადება შესაძლებელია და პლანეტის ცენტრამდე მიღწევის შემდეგ, ისინი შეიძლება გაერთიანდეს ერთში. მასიური ხვრელირამაც შეიძლება საფრთხე შეუქმნას პლანეტას. მოდით, თავდაპირველად არსებობდეს ცალკე არსებული შავი ხვრელები და თითოეულ მათგანს აქვს ზედაპირის ფართობი და მასა. როდესაც მხედველობაში მიიღება (1), მათი მთლიანი ზედაპირის ფართობი უდრის. მას შემდეგ, რაც N ხვრელები ერთში გაერთიანდება, მთლიანი ხვრელის ზედაპირის ფართობია . ჩანს, რომ პირველ შემთხვევაში, და მეორეში, შესაბამისად, ნივთიერების შეწოვის სიჩქარე ასევე ბევრჯერ იზრდება. პლანეტის ცენტრში არის თითქმის წერტილის მსგავსი რეგიონი, სადაც თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ნულის ტოლია. ყველა შავი ხვრელი თანდათან გროვდება ამ მხარეში და ისინი ერთმანეთს ერწყმის ურთიერთმიზიდულობის გამო.

მიკროსკოპული შავი ხვრელები ასევე შეიძლება ბუნებრივად წარმოიქმნას, როდესაც პლანეტები კოსმოსური სხივებით დაბომბეს. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ მათი განვითარების გარკვეულ ეტაპზე ცივილიზაციები წარმოქმნიან შავ ხვრელებს, რომელთა საერთო მასა ბევრჯერ აღემატება მათ მასას, რომელიც წარმოიქმნება მოქმედების შედეგად. კოსმოსური სხივები. შედეგად, პლანეტის ცენტრში ხვრელის ზრდა იწვევს მისი არსებობის შეწყვეტას. პლანეტაზე შეიძლება შეიქმნას მნიშვნელოვანი მასის შავი ხვრელი, რათა მოიპოვოს ენერგია ცალკეულ რეაქტორში. ასეთი მოწყობილობების პროექტები უკვე განიხილება. ასევე არსებობს ასეთი მოვლენის გარკვეული ალბათობა, როდესაც საკმარისად მასიური შავი ხვრელი პლანეტას მიმდებარე კოსმოსიდან მოხვდება.

შეგიძლიათ სცადოთ კოსმოსში იპოვოთ ენერგიის განთავისუფლების პროცესები, რომლებიც შეესაბამება შავი ხვრელის მიერ პლანეტის შთანთქმას. იმ შემთხვევაში, თუ ასეთი პროცესები მართლაც ხდება, მაშინ ეს, კერძოდ, შეიძლება ირიბად მიუთითებდეს სხვა ცივილიზაციების არსებობაზე.

შავი ხვრელის სიახლოვეს ეფექტების აღსაწერად, ზოგიერთ შემთხვევაში, საკმარისია ნიუტონის თეორიაზე დაფუძნებული მიახლოების გამოყენება. ნიუტონის მიახლოებები, კერძოდ, წარმატებით გამოიყენეს შაკურამ და სუნიაევმა, ისევე როგორც პრინგლმა და რიზმა შავი ხვრელის მიერ მატერიის აკრეციის მოდელის აგებისას.

ჩვენ გავავრცელებთ თეორიას სივრცის ისეთ უბანზე, ხვრელთან ახლოს, როდესაც მატერიის დაცემის სიჩქარე ახლოს არის სინათლის სიჩქარესთან, მაგრამ მაინც იმდენად განსხვავდება მისგან, რომ არარელატივისტური მიახლოებები იწვევს სწორი შეფასებებიფიზიკური რაოდენობით. იმისათვის, რომ მხედველობაში არ მივიღოთ დროის გაფართოების ეფექტი ძლიერ გრავიტაციულ ველში, მატერიის დაცემის პროცესი განიხილება მოძრავი კოორდინატთა სისტემაში.

თუ მასის მქონე საცდელი სხეული მასის და რადიუსის მქონე სხეულის ზედაპირიდან ვერტიკალურად ზევით ეშვება, მაშინ „გაქცევის“ სიჩქარე შეიძლება მოიძებნოს პოტენციალისა და კინეტიკური ენერგიის თანასწორობიდან.

აქედან გამომდინარე, ზე, ვიღებთ სხეულის რადიუსს, რომელიც ემთხვევა ფარდობითობის ზოგადი თეორიის საფუძველზე მიღებულ რადიუსს (1). (2)დან გამომდინარეობს, რომ ნიუტონის მიახლოებით შავი ხვრელის გრავიტაციული პოტენციალი

იმათ. ყველა შავ ხვრელს ერთნაირი პოტენციალი აქვს.

უნდა აღინიშნოს, რომ შავი ხვრელის ერთიანი განმარტება ჯერ არ არსებობს. თუ ლაპლასის განმარტებიდან გამოვიყვანთ შავი ხვრელის, როგორც უხილავი ობიექტის, მაშინ ერთ-ერთ ინტერპრეტაციაში ეს ნიშნავს, რომ გრავიტაციული პოტენციალების სხვაობის გავლის შემდეგ ფოტონის ენერგია და მისი სიხშირე ნულისკენ მიისწრაფვის. გარდა ამისა, ვარაუდობენ, რომ ფოტონს აქვს გრავიტაციული მასაშემდეგ კი თანასწორობიდან აქედან გამომდინარეობს, რომ გრავიტაციული პოტენციალი შავ ხვრელს უნდა მივაწეროთ. ვინაიდან შემდგომ განვიხილავთ მატერიის ხვრელში ჩავარდნის პროცესს, გამოვალთ იქიდან, რომ (3) შესაბამისად, ნიუტონის მიახლოების გამოყენებისას, ხვრელის გრავიტაციული პოტენციალი არის . ეს ნიშნავს, რომ თავისუფალი ვარდნის პროცესში გარკვეული M მასის შავ ხვრელში სამუშაო კეთდება გრავიტაციულ ველში.

რომელიც გადაიქცევა კინეტიკურ ენერგიად და დაცემის სიჩქარე მოვლენათა ჰორიზონტთან უახლოვდება სინათლის სიჩქარეს. ამ ენერგიის ნაწილი შეიძლება გარდაიქმნას რადიაციად. აკრეციის მოცემული სიჩქარით (მასობრივი ზრდა), ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სიმძლავრე განისაზღვრება ცნობილი გამონათქვამით:

სად არის გრავიტაციული ენერგიის ელექტრომაგნიტურ ენერგიად გადაქცევის ეფექტურობის დამახასიათებელი კოეფიციენტი. ეს კოეფიციენტი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხვრელის გრავიტაციული პოტენციალების სხვაობის გასათვალისწინებლად სხვადასხვა მიდგომის გამოყენებისას.

ცნობილია, რომ შვარცშილდის შავი ხვრელისთვის, რომელსაც აქვს მატერიის სფერული სიმეტრიული დაცემა. ვარსკვლავთან ახლოს მცირე მაგნიტური ველის არსებობა მნიშვნელოვნად ზრდის გრავიტაციული ენერგიის (4) რადიაციად გადაქცევის კოეფიციენტს. კუთხური სიჩქარე. გაზის სხვადასხვა ნაწილებს შორის არის ბლანტი ხახუნი და გაზი კარგავს ორბიტალურ ენერგიას, გადადის ქვედა ორბიტაზე და უახლოვდება შავ ხვრელს. ბლანტი ხახუნით გაცხელებული გაზი ხდება ელექტრომაგნიტური (რენტგენის) გამოსხივების წყარო. ყველაზე ინტენსიური გამოსხივება მოდის დისკის ქვედა კიდედან, სადაც გაზის ტემპერატურა ყველაზე მაღალია. აკრეციული დისკები ხასიათდება გრავიტაციული ენერგიის გარდაქმნის კოეფიციენტით.

კერმა მიიღო GR განტოლებების ამონახსნი სიცარიელეში მბრუნავი შავი ხვრელისთვის. კერის შავი ხვრელი აერთიანებს მიმდებარე სივრცეს ბრუნვაში (Lense-Thirring ეფექტი). როდესაც ის ბრუნავს სინათლის შემზღუდველი სიჩქარით, მიიღწევა გრავიტაციული ენერგიის უმაღლესი კონვერტაციის კოეფიციენტი. ასე რომ, აკრეციის დისკში, ე.ი. შემთხვევის ნივთიერების მასის 42%-მდე გარდაიქმნება რადიაციად. კერის ხვრელის შემთხვევაში მისი ბრუნვის ენერგია გარდაიქმნება გამოსხივების ენერგიად.

ამრიგად, გარკვეულ პირობებში, შავ ხვრელებს შეუძლიათ ეფექტურად გარდაქმნან მათში ჩავარდნილი მასის გრავიტაციული ენერგია ელექტრომაგნიტური რადიაცია. შედარებისთვის: თერმული დროს ბირთვული რეაქციებიმზეზე ან აფეთქებაში წყალბადის ბომბი.

ავტორის გამოთვლები აჩვენებს, რომ როდესაც მაგნიტური ველის მქონე პლანეტას შთანთქავს შავი ხვრელი, მაგნიტური ნაკადის კონსერვაციის კანონის შესაბამისად, ხვრელის მახლობლად წარმოიქმნება სუპერძლიერი დიპოლური მაგნიტური ველი. მოვლენების ჰორიზონტის ზემოთ მდებარე ბოძებზე ველის ზოგიერთი ხაზი იკუმშება (ნახ. 2). ამ შესვენების მიდამოში, შავ ხვრელში ჩავარდნილი გამტარი ნივთიერება, მკვეთრად ცვლის მოძრაობის მიმართულებას, განიცდის დიდ აჩქარებას, დაახლოებით იგივეს, თითქოს ნივთიერება დაეჯახა მყარ ზედაპირს. ამის შედეგად ენერგიის (4) მნიშვნელოვანი ნაწილი შეიძლება გარდაიქმნას თერმულ ენერგიად და, საბოლოო ჯამში, გამოსხივდეს მიმდებარე სივრცეში.

სუპერნოვების „პლანეტარული“ წარმოშობის სასარგებლოდ, კერძოდ, შემდეგი წინასწარი შეფასება მეტყველებს. მოდით, შემდეგ (5) შესაბამისად, პლანეტის მასიდან (ან კინეტიკური ენერგიისგან (4)) გარდაიქმნება გარე გამოსხივებად. ეს ნიშნავს, რომ დაკვირვებული ენერგიის გამოსხივება სუპერნოვაებიდან თანაფარდობიდან შეესაბამება პლანეტების მასებს, სადაც დედამიწის მასაა. შესაბამისად, ზე, პლანეტების მასების დიაპაზონი იქნება . ჩვენ ვხედავთ, რომ მნიშვნელობებში პლანეტების მასების დიაპაზონს აქვს სიცოცხლის არსებობისთვის საკმაოდ მისაღები მნიშვნელობები. ამავდროულად, კარგი ორმხრივი კორესპონდენცია სასიცოცხლო პლანეტების მასებსა და სუპერნოვას გამოსხივების ენერგიებს შორის შემთხვევით არ გამოიყურება. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ სულ მცირე ზოგიერთი ტიპის სუპერნოვა არის „პლანეტარული“ წარმოშობისა. ზემოაღნიშნული შეფასებები აჩვენებს, რომ შემდგომ გამოთვლებში შეგვიძლია გამოვიყენოთ კოეფიციენტი.

შესაძლებელია ჩვენი ჰიპოთეზის დამადასტურებელი სხვა გამოთვლების განხორციელება. სურათი 1 გვიჩვენებს, რომ I ტიპის სუპერნოვას სინათლის მრუდი აღწევს მაქსიმუმს აფეთქების დაკვირვების დაწყებიდან დაახლოებით 25 დღის შემდეგ. გარდა ამისა, ამ ნამუშევარში ჩვენ გამოვთვლით დროს, რომ მივაღწიოთ მაქსიმალურ სიკაშკაშეს გაანგარიშებით და ასევე გამოვთვალოთ სუპერნოვას გამოსხივების ძალა.

ვინაიდან მცირე ზომების მქონე შავ ხვრელში მატერიის შემოდინების სიჩქარე შეზღუდულია სინათლის სიჩქარით, შავი ხვრელის მიერ პლანეტის შთანთქმის პროცესი დროში იწელება. ვარსკვლავური ფიზიკიდან ცნობილია, რომ შავ ხვრელამდე ვარსკვლავის ბოლო სტაბილური კონფიგურაცია არის ნეიტრონული ვარსკვლავი, რომლის სტაბილურობას უზრუნველყოფს დეგენერირებული ფერმიონის გაზის წნევა, რომელიც ძირითადად შედგება ნეიტრონებისაგან. ამიტომ, პლანეტის შიგნით ჩვენი კომპაქტური შავი ხვრელის მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად, პლანეტის უაღრესად შეკუმშული მატერია ნეიტრონული სითხე იქნება. ამავდროულად, როგორც ავტორის შეფასებით აჩვენა, ხვრელის მასის თანაბარი, ნეიტრონების ფენის სისქე მოვლენათა ჰორიზონტზე დაახლოებით 24 მმ-ია. ახლა განვიხილოთ მცირე ზომის ობიექტში ნეიტრონული სითხის შემოდინების პროცესი. (4) გათვალისწინებით, ჩვენ პირველ რიგში გამოვთვალეთ ინციდენტის მატერიის შესაძლო ტემპერატურა მოვლენათა ჰორიზონტთან მიმართებიდან

სად არის ბოლცმანის მუდმივი, ნეიტრონის დანარჩენი მასა. (6)-დან ვპოულობთ ნეიტრონის ტემპერატურას. ეს კარგად ეთანხმება შვარცმანის მიერ მიღებულ შედეგებს. შავ ხვრელში აირის თავისუფალი ვარდნის პროცესის გათვალისწინებით, ის მივიდა დასკვნამდე, რომ ადიაბატური შეკუმშვის პროცესში მიღწეული ტემპერატურა სიდიდის მიხედვით შეესაბამება დაცემის კინეტიკურ ენერგიას და შეიძლება იყოს .

იმისთვის, რომ ჩამოვარდნილი ნეიტრონული სითხის კინეტიკური ენერგია თერმულ ენერგიად გარდაიქმნას, ხვრელის მახლობლად მატერიამ დიდი აჩქარება უნდა განიცადოს. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჩვენს შემთხვევაში, ეს შეიძლება მოხდეს მაგნიტური ველის სპეციალური სტრუქტურის გამო მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად, სადაც ძალის ხაზები განიცდიან მკვეთრ რღვევას (ნახ. 2).

საინტერესოა ხვრელის მაგნიტური ველის რეალური მნიშვნელობის შეფასება. როგორც ცნობილია, დედამიწას აქვს მნიშვნელოვანი დიპოლური მაგნიტური ველი. პლანეტის პოლუსებზე ინდუქციური ვექტორი მიმართულია ვერტიკალურად და აქვს მოდული, ხოლო დიპოლის მაგნიტური მომენტი არის . იუპიტერს, სატურნს, ურანს და ნეპტუნს ასევე აქვთ ძლიერი მაგნიტური ველები მზის სისტემაში. ნელა მბრუნავ ვენერას (ბრუნვის პერიოდი 243 დღე), დედამიწის მსგავსი ზომითა და შინაგანი აგებულებით, არ აქვს საკუთარი მაგნიტური ველი. როგორც ჩანს, საკმარისად დიდი და სწრაფად მბრუნავი პლანეტებისთვის დიპოლური მაგნიტური ველის არსებობა ჩვეულებრივი მოვლენაა. არსებული იდეების მიხედვით, დედამიწის მაგნიტური ველი წარმოიქმნება კარგად გამტარ ბირთვში ელექტრული დენების ნაკადის გამო. არსებული კვლევის შედეგების მიხედვით, დედამიწას აქვს მყარი შიდა ბირთვი რადიუსით, რომელიც შედგება სუფთა ლითონებისგან (რკინა ნიკელის შერევით). ასევე არსებობს თხევადი გარე ბირთვი, რომელიც სავარაუდოდ შედგება რკინისგან არალითონების (გოგირდის ან სილიკონის) შერევით. გარე ბირთვი იწყება დაახლოებით . ზოგიერთი გათვლებით, ზონა, რომელშიც მაგნიტური ველის ძირითადი წყაროებია განთავსებული, მდებარეობს პლანეტის ცენტრიდან დაშორებით, აქ დედამიწის საშუალო რადიუსია. დედამიწის ბირთვის გამტარობა ისეთია, რომ მატერიის ნაკადის დროს მაგნიტური ველი მატერიას მცირე ან საერთოდ არ სრიალებს („გაყინვის“ ფენომენი).

შავი ხვრელი უკიდურესად მკვრივი ობიექტია, ამიტომ გარკვეული პერიოდის შემდეგ იგი დაეშვება პლანეტის ღრმა ნაწილებში და მიაღწევს მის ცენტრს, სადაც მას შეუძლია შერწყმა სხვა ხვრელებს. ვინაიდან მზარდი შავი ხვრელი მემკვიდრეობით იღებს პლანეტის კუთხოვან იმპულსს, ორივე სხეულის ბრუნვის ღერძი იქნება პარალელური (ამ სტატიის ფარგლებში ჩვენ უგულებელყოფთ ხვრელის ბრუნვას). ამ განლაგებით, „გაყინული“ ეფექტის გამო, კოლაფსის პროცესში მყოფი მაგნიტური ველი ყველა მხრიდან თანაბრად მიიზიდება შავ ხვრელთან და ის შექმნის საკუთარ დიპოლურ მაგნიტურ ველს პოლუსებით ბრუნვის ღერძზე. (თეორია საშუალებას აძლევს შავ ხვრელს ჰქონდეს მაგნიტური მუხტი). ქვეშ მაგნიტური მუხტითეორიულად იგულისხმება ერთ-ერთი მაგნიტური პოლუსი. შავი ხვრელის მიმდებარე ნეიტრონული სითხე ასევე უნდა „გაყინოს“ მაგნიტური ველის გამო მაღალი გამტარობა. ამრიგად, ჰარისონისა და ვილერის გამოთვლებით ნეიტრონული ვარსკვლავებისაკმაოდ ბევრი დენის მატარებელი, ელექტრონების, პროტონების და ნეიტრონების კონცენტრაციები დაკავშირებულია როგორც . დაკვირვების თანამედროვე მეთოდების დახმარებით დადგინდა, რომ დიპოლური მაგნიტური ველები ინდუქციით არის წარმოდგენილი ნეიტრონულ ვარსკვლავებზე. ზოგადად მიღებულია, რომ ეს ველები მემკვიდრეობით მიიღება წინამორბედი ვარსკვლავებისგან კოლაფსის დროს, „ყინვაგამძლე-ის“ ეფექტის გამო.

იმის შესაძლებლობა, რომ შავ ხვრელებს აქვთ საკუთარი მაგნიტური ველი, რეალურად დასტურდება ტელესკოპით Ibis-ის დაკვირვებით, რომელიც დამონტაჟებულია ევროპის კოსმოსური სააგენტოს (ESA) ინტეგრალურ თანამგზავრზე. კოსმოსური ობიექტის Cygnus X-1-ის კვლევებმა, რომელიც შავი ხვრელის ტიტულის ერთ-ერთი კანდიდატია, გამოავლინა რადიაციის პოლარიზაცია, რომელიც გამოდის ამ ობიექტის რადიუსის მქონე რეგიონიდან. კვლევის ავტორთა აზრით, დაკვირვებული პოლარიზაცია არის მოცემული შავი ხვრელის საკუთარი მაგნიტური ველის არსებობის შედეგი.

გალაქტიკების ცენტრში 76 სუპერმასიური შავი ხვრელის შესწავლის შემდეგ, მკვლევარებმა აშშ. ენერგეტიკის დეპარტამენტის ლოურენს ბერკლის ეროვნულმა ლაბორატორიამ და მაქს პლანკის რადიო ასტრონომიის ინსტიტუტმა ბონში დაასკვნეს, რომ მათ აქვთ სუპერძლიერი მაგნიტური ველები, რომლებიც სიძლიერით შედარებულია მატერიასთან მოვლენათა ჰორიზონტთან ახლოს გრავიტაციის მოქმედებით.

„გაყინვის“ ფენომენი მივყავართ იმ ფაქტს, რომ პლანეტის ბირთვის კოლაფსის დროს მისი დიპოლური მაგნიტური ველი თანდათან კონცენტრირდება შავ ხვრელთან კომპაქტური დიპოლის სახით ბრუნვის ღერძზე მდებარე პოლუსებით. როდესაც ველი იქმნება, სრულდება მაგნიტური ნაკადის კონსერვაციის კანონი:

სად არის საშუალო მაგნიტური ველის ინდუქცია პლანეტის ბირთვში, ბირთვის რეგიონის განივი ფართობი, სადაც წარმოიქმნება მთავარი ველი, მაგნიტური ველის ინდუქცია შავი ხვრელის პოლუსზე და შავი ხვრელის ეფექტური ფართობი. მაგნიტური პოლუსი. შესაბამისი ფართობის რადიუსების გამოყენებით, ტოლობა (7) შეიძლება გადაიწეროს როგორც

არსებული გამოთვლებიდან გამომდინარე, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ . გეოფიზიკოსების მიერ ჩვეულებრივ მიღებულია, რომ ბირთვში ველის საშუალო ინდუქციაა . (1) მიხედვით, მასით შავი ხვრელის რადიუსი იქნება . ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ხვრელის მაგნიტური პოლუსის რადიუსი (დამოუკიდებლად მივიღებთ რადიუსის დაახლოებით იგივე მნიშვნელობას შემდგომში). შედეგად, ჩვენ ვიღებთ მაგნიტური ველის ინდუქციის შეფასებას ხვრელის პოლუსებზე. ეს ველი დაახლოებით მილიონჯერა მეტი ველინეიტრონული ვარსკვლავების პოლუსებზე. ამ შემთხვევაში, შავი ხვრელის უშუალო სიახლოვეს, ველის სიძლიერე გარკვეულწილად მცირეა, რადგან დიპოლური ველი იცვლება კანონის მიხედვით, როდესაც იცვლება რადიალური კოორდინატი.

ასევე საინტერესოა მაგნიტური ველის მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივის შეფასება შავი ხვრელის მახლობლად ცნობილი მიმართებიდან:

სად არის მაგნიტური მუდმივი. ადვილია გამოთვალოთ, რომ პოლუსებთან ახლოს , . მიღებული მნიშვნელობა უნდა შევადაროთ შემომავალი ნივთიერების კინეტიკური ენერგიის მოცულობითი სიმკვრივეს.

სად , მაგრამ ჯერ უნდა განვსაზღვროთ მატერიის სიმკვრივე .

ცნობილია, რომ შემზღუდველი ნეიტრონული ვარსკვლავის ცენტრთან ახლოს, ნეიტრონული სითხის სიმკვრივე აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას ვარსკვლავის რადიუსზე დაახლოებით 10 კმ, ხოლო მასა 2,5 მზის მასამდე (ოპენჰაიმერ-ვოლკოვის ზღვარი). ნეიტრონული ვარსკვლავის მასის შემდგომი ზრდით (), ფერმიონის გაზის წნევა ვეღარ აკავებს სიმძიმის გამო წნევის მატებას და მის ცენტრში შავი ხვრელი იწყებს ზრდას. ამრიგად, პლანეტის შიგნით მზარდმა შავმა ხვრელმა უნდა შექმნას თავის მახლობლად წნევა შეზღუდვის ნეიტრონული ვარსკვლავის ცენტრში წნევის დაახლოებით ტოლი, შესაბამისად, ნივთიერებას უნდა ჰქონდეს დაახლოებით სიმკვრივე.

გამოსახულებით (10) ჩანაცვლება სიმკვრივით ვიღებთ ნეიტრონული სითხის კინეტიკური ენერგიის მოცულობითი სიმკვრივის შეფასებას. ის უფრო მეტია, ვიდრე სიდიდის რიგით ნაკლები, ვიდრე ადრე გამოთვლილი მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივე (9) მაგნიტური ველის. ამიტომ შავი ხვრელის მიდამოებში მდგომარეობა დაკმაყოფილდება. ცნობილია, რომ ძლიერი მაგნიტური ველი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს გამტარ ნივთიერების აკრეციის პროცესზე. ზე, მაგნიტური ველი ხელს უშლის გამტარ ნივთიერების გადაადგილებას ველის ხაზებზე. მატერიის მოძრაობა შესაძლებელი ხდება პრაქტიკულად მხოლოდ მაგნიტური ველის მიმართულებით. როდესაც თქვენ ცდილობთ მაგნიტური ველის ძალის ხაზების გაერთიანებას, წარმოიქმნება საპირისპირო წნევა, ხოლო როდესაც ცდილობთ მათ მოხრას, წნევა ორჯერ მეტია: . ველის პერპენდიკულარული მიმართულებით, მატერია შეიძლება მხოლოდ ძალიან ნელა გაიჟონოს. შედეგად, მატერია პრაქტიკულად მხოლოდ ველის ხაზების გასწვრივ მოძრაობს მაგნიტურ პოლუსებამდე და აქ ვარსკვლავში მიედინება ორი ვიწრო ნაკადის სახით. კერძოდ, ნეიტრონული ვარსკვლავების შემთხვევაში, ეს იწვევს მაგნიტურ პოლუსებზე ორი ცხელი წერტილის წარმოქმნას და რენტგენის პულსარის ეფექტის გამოჩენას. .

ზემოთ სიმკვრივეებზე ნუკლეონების ფერმის ენერგია უკვე იმდენად მაღალია, რომ მათ მიერ წარმოქმნილი „გაზი“ რეალურად რადიაციის მსგავსად იქცევა. წნევა და სიმკვრივე დიდწილად განისაზღვრება ნაწილაკების კინეტიკური ენერგიის მასის ეკვივალენტით და მათ შორის არის იგივე კავშირი, როგორც ფოტონის გაზის შემთხვევაში: .

ვარსკვლავის პოლუსებთან მატერიის ვიწრო ნაკადების წარმოქმნაში მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს ბერნულის ეფექტი, რომელიც, როგორც მოგეხსენებათ, იწვევს იმ ფაქტს, რომ სიჩქარით მოძრავი სითხის ნაკადში წნევა მცირდება ღირებულება (ჩვენს შემთხვევაში, ). წნევა სითხეში მოსვენებულ მდგომარეობაში, როგორც ზემოთ აღინიშნა, უდრის. ჩანს, რომ ბერნულის ეფექტის გამო ნაკადში წნევა მნიშვნელოვნად მცირდება. ეს კომპენსირდება მაგნიტური ველის წნევით, რომელიც მიმართულია ისე, რომ ხელს უშლის ველის ძალის ხაზების მიახლოებას. შედეგად, მაგნიტური ველი შეკუმშულია ვიწრო ცილინდრში (მილაკში) და ემსახურება როგორც ერთგვარი გამტარი გამტარი სითხის ნაკადისთვის. ვინაიდან მილის შიგნით ნივთიერება თავისუფალ ვარდნაშია, მილში თხევადი სვეტის ჰიდროსტატიკური წნევა ნულის ტოლია. წნევა მოქმედებს მხოლოდ მილის მიმდებარე ნივთიერების მხრიდან. ამ შემთხვევაში, ზეწოლის ურთიერთობა ხდება:

სად არის მაგნიტური ველის ინდუქცია მილში, წნევა მილის გარეთ. ჩვენ ავიღეთ ეს წნევა ტოლი. შედეგად, (11)-დან ვიღებთ ტოლობას:

აქედან ზე ველის ინდუქცია მილის შიგნით. ადრე, დედამიწის მსგავსი პლანეტის მაგნიტური ნაკადის კონსერვაციის საფუძველზე, ჩვენ დამოუკიდებელი გზით(8)-დან ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ შავი ხვრელის პოლუსებზე ველის ინდუქცია არის . ველების სიდიდის ბრძანებების დამთხვევა მიუთითებს იმაზე, რომ პლანეტის რეალური ველი სავსებით საკმარისია მაგნიტური მილების ფორმირებისთვის ხვრელის პოლუსებზე ველით დამაკმაყოფილებელი (11) და მათში შემავალი მატერიის ვიწრო ნაკადები. და ეს დამთხვევა შემთხვევით არ გამოიყურება.

შავი ხვრელის მახლობლად ზეძლიერ მაგნიტურ ველს აქვს მაღალი სიმკვრივე, რაც შეიძლება აღმოჩნდეს მიმართებიდან. ზემოთ გამოთვლილ პოლუსებზე ველის ინდუქციის მნიშვნელობით ვიღებთ და, შესაბამისად, . ჩანს, რომ პოლუსებზე მაგნიტური ველი სიმკვრივით დაახლოებით უდრის მიმდებარე ნეიტრონულ სითხეს.

მოდით უფრო დეტალურად ვისაუბროთ შავი ხვრელის პოლუსებზე ორი ცხელი წერტილის წარმოქმნის მიზეზზე. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს შეიძლება იყოს კონკრეტული სტრუქტურამაგნიტური ველი მილების ბოლოში. ეს სტრუქტურა იქმნება იმის გამო, რომ პლანეტის მაგნიტური ველის ხაზები სხვადასხვა სიჩქარით უახლოვდება შავ ხვრელს სხვადასხვა ზონაში. წარმოვიდგინოთ, რომ თავდაპირველად პლანეტის მაგნიტური ველის ძალური ხაზები ხვრელიდან დაშორებით არის სწორხაზოვანი და პარალელურია ხვრელის ბრუნვის ღერძისა (ნახ. 2). ამ შემთხვევაში, ხვრელის მაგნიტურმა ველმა უკვე მიაღწია ისეთ მნიშვნელობას, რომ მატერიის დაცემა ძირითადად პოლუსების რეგიონში ხდება. მაშასადამე, განხილული ველის ხაზი, გაყინული ნივთიერებაში, უფრო სწრაფად მიუახლოვდება ხვრელს პოლუსების რეგიონში, ვიდრე ეკვატორის რეგიონში. შედეგად, შავ ხვრელს აქვს მაგნიტური ველის ისეთი სტრუქტურა, რომ მისი ძალის ხაზების ნაწილი მაგნიტური მილის ბაზაზე, მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად, განიცდის მოხვევას თითქმის კუთხით და ძალის ხაზები შორდება. მილიდან, ხვრელის გარშემო. ვინაიდან მაგნიტური ველი ხელს უშლის გამტარი ნივთიერების მოძრაობას ძალის ხაზებზე, მაშინ მათი დაშლის რეგიონში, შემთხვევის ნივთიერება მკვეთრად იცვლის მოძრაობის მიმართულებას და განიცდის დიდ აჩქარებას, დაახლოებით იგივეს, როგორც შეჯახებისას. მყარი ზედაპირი. ამის გამო კინეტიკური ენერგიის (4) მნიშვნელოვანი ნაწილი გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად და პოლუსებზე იქმნება კომპაქტური ცხელი წერტილები, რომელთა დიამეტრი დაახლოებით უდრის მაგნიტური მილის დიამეტრს. სითბოს გამოყოფის მიზეზი, კერძოდ, შეიძლება იყოს მაღალი აჩქარებით მოძრავი დამუხტული ნაწილაკების ძლიერი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, აგრეთვე მატერიის მოძრაობაში ტურბულენტობის გამოჩენა.

ბრინჯი. 2. შავი ხვრელის (სფეროს) მაგნიტური ველის წარმოქმნის სქემა პლანეტის მაგნიტური ველის თანდათანობით დაჭერით. მოკლე ისრები გვიჩვენებს მაგნიტური ველის გამტარი ნივთიერების დინების მიმართულებას.

ცხელი წერტილიდან მიმდებარე მატერიაზე თერმული ენერგიის გადაცემაში დიდი მნიშვნელობა ექნება ნეიტრინო გამოსხივებას. მაღალ ტემპერატურაზე ნეიტრინოს გამოსხივების სიმძლავრე სწრაფად იზრდება. ასე რომ, ახლად წარმოქმნილი ნეიტრონული ვარსკვლავის ცენტრალურ ნაწილში, ნეიტრინო გადადის ენერგიაში გრავიტაციული ენერგიისგან მიღებულ თერმულ ენერგიამდე.

მოდით შევაფასოთ ნეიტრინოს საშუალო თავისუფალი გზა. სუსტი ურთიერთქმედების განივი კვეთის სიდიდის რიგი არის , სადაც არის პროცესის დამახასიათებელი ენერგია. Აქ ფერმის მუდმივი. გამოთვლებში მოსახერხებელია ამ შემთხვევაში ნაწილაკების ენერგიის გამოხატვა MeV-ში. დამახასიათებელი ნაწილაკების ენერგია ცხელ წერტილში. ჩვენს შემთხვევაში, ენერგეტიკაზე, შესაბამისად. ნეიტრინო ნიშნავს თავისუფალ გზას, სადაც არის იმ ნაწილაკების კონცენტრაცია, რომლითაც მოძრაობენ ნეიტრინოები. ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ საშუალო შედგება მხოლოდ ნუკლეონებისგან, მაშინ, სადაც არის ნუკლეონის დანარჩენი მასა, არის ნუკლეონის მასის რელატივისტური დამატება. შედეგად, ჩვენ ვხვდებით ამას ნეიტრინო ნიშნავს თავისუფალ გზას. იმის გამო, რომ ნეიტრინოები მოძრაობენ სინათლის სიჩქარით, თერმული ენერგია სწრაფად ტოვებს ცხელ წერტილს მაგნიტური მილის გარეთ და მატერია თბება მოვლენათა ჰორიზონტის ზემოთ რადიუსში ტოლი . მილის გარეთ, მაგნიტური ველის განივი კომპონენტის არსებობის გამო, მატერიის დაცემის სიჩქარე ძალიან დაბალია. ეს "ზოგავს" თერმული ენერგიის ძირითად ნაწილს ხვრელში ჩავარდნისგან. გაცხელებული და, შესაბამისად, ნაკლებად მკვრივი ნივთიერება მილის გარეთ დაუყოვნებლივ იწყებს ცურვას არქიმედეს ძალის მოქმედების გამო და ცხელი ნივთიერების ნაკადი საპირისპირო მიმართულებით, სავარაუდოდ, ხდება მაგნიტური მილის გარე კიდეზე. მცურავი მატერია ფართოვდება და კლებულობს და ეს ამცირებს ნეიტრინო გამოსხივების დაკარგვას გარე სივრცეში. სითბოს გავრცელებისას ასევე დიდი მნიშვნელობა ექნება ნეიტრონული სითხის მაღალ თბოგამტარობას, რომელშიც ნაწილაკები მოძრაობენ რელატივისტური სიჩქარით. უნდა აღინიშნოს, რომ მრავალჯერ დიდი რომ ყოფილიყო, მაშინ ნეიტრინოების სახით ლაქაში გამოთავისუფლებული ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი თავისუფლად გაფრინდებოდა კოსმოსში, შესაბამისად, გარემომცველი ნივთიერების გათბობა ნაკლებად ეფექტური იქნებოდა. პირიქით, თუ მილის რადიუსზე გაცილებით მცირე იყო, მაშინ გამოთავისუფლებული სითბოს მნიშვნელოვანი ნაწილი შავ ხვრელში ჩავარდებოდა. მაგრამ მას აქვს მხოლოდ ის მნიშვნელობა, რომლითაც ხვრელი იქცევა გრავიტაციული ენერგიის ეფექტურ გადამყვანად (4) თერმულ ენერგიად.

ამომავალი გაზის „ბუშტი“, რომელიც ზომაში მატულობს, ქმნის დიდ ზეწოლას პლანეტის შიგნით, რაც საბოლოოდ იწვევს მყარ შიდა ბირთვსა და მანტიაში რღვევების გაჩენას და პლანეტიდან ცხელი გაზის ჭავლების გამოდევნას. ცალკეული სხეულები შეიძლება პლანეტიდან ამოძვრეს გაზებით და ისევ მის ზედაპირზე დაეცეს. ამ სხეულების ზედაპირი შეიძლება იყოს ძალიან ცხელი და ორთქლდება, ასხივებს ოპტიკურ და რენტგენის დიაპაზონში. დაბალი თბოგამტარობის გამო კლდეებითერმული ენერგია ნელ-ნელა აღწევს სხეულების შიდა ნაწილებში და მათი აორთქლება ხდება მხოლოდ ზედაპირიდან, ამიტომ მათგან ყველაზე დიდი შეიძლება საკმაოდ დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდეს და გამოასხივოს ენერგია გამოსხივების სახით. ქანების ნიმუშებში სითბოს შეღწევის სიჩქარის იდეა მოცემულია შემდეგი ფაქტით. დამახასიათებელი დროტემპერატურის გათანაბრება კლდის ბრტყელი ფენის ზედაპირებს შორის პროპორციული სისქით. ასე რომ, ერთი დღით და ერთი წლის განმავლობაში. პლანეტის ნაწლავებიდან ცხელი მასალის უწყვეტი გამოდევნის გამო, მისი ზედაპირის ტემპერატურა შეიძლება დიდხანს შენარჩუნდეს მაღალ დონეზე. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ სუპერნოვას მაქსიმალური სიკაშკაშის უზრუნველსაყოფად, ეს ტემპერატურა 14 მილიონი გრადუსი უნდა იყოს. პლანეტის მოცულობის ძირითადი ნაწილი შეიძლება საკმაოდ დიდხანს დარჩეს შედარებით ცივი.

(4) შესაბამისად, ფოტონის ენერგია ცხელი წერტილების რეგიონში იქნება ნუკლეონის დანარჩენი ენერგიის დაახლოებით ნახევარი და ფოტონის სიხშირე. თერმული გამოსხივებაიქნება გამა დიაპაზონში. თუ ჩავთვლით, რომ წარმოქმნილ ცხელ წერტილებში კინეტიკური ენერგია (4) გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, მაშინ ეს შეესაბამება =0.4 მნიშვნელობას. სტატიის დასაწყისში ნაჩვენები იყო, რომ დაახლოებით ასეთი კოეფიციენტი გამომდინარეობს პლანეტების რეალური მასებიდან და სუპერნოვების მთლიანი გამოსხივების დაკვირვებული ენერგიებიდან. პლანეტის ზედაპირზე გამოსვლისას ლაქებიდან მიღებული თერმული ენერგია საბოლოოდ რადიაციის სახით მიდის „უსასრულობამდე“. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ცხელი აირის ჭავლებს, რომლებიც არღვევენ პლანეტის სხეულს და მიდიან მიმდებარე სივრცეში, შეიძლება დიდი მნიშვნელობა ჰქონდეს სითბოს გადატანას შავი ხვრელიდან პლანეტის ზედაპირზე. ეს გაზები პლანეტის ზედაპირზე ცხელი ზედაპირის მქონე ქვების ნაჭრებსაც აგდებს. შედეგად, პლანეტის ზედაპირიდან გამომავალი რადიაციის მთლიანი ნაკადი ტოლი იქნება ცხელი წერტილებიდან გამომავალი რადიაციის ნაკადის. ლაქის მახლობლად მდებარე დამკვირვებელს შეუძლია გამოთვალოს ლაქების ეფექტური ფართობი ცნობილი ურთიერთობის საფუძველზე:

სად არის ორი ლაქის ჯამური გამოსხივების სიმძლავრე, ლაქების მთლიანი ფართობი, სტეფან-ბოლცმანის მუდმივი, ლაქების ტემპერატურა. თუმცა, დამკვირვებელმა "უსასრულობაზე" ასევე უნდა გაითვალისწინოს დროის გაფართოების ეფექტი ლაქების ფართობის გაანგარიშებისას.

ცნობილია, რომ უსასრულოდ შორეული დამკვირვებლისთვის დროის ინტერვალი უფრო გრძელია, ვიდრე ხვრელიდან მცირე მანძილზე მდებარე დამკვირვებლისთვის:

თქვენ შეგიძლიათ შეიყვანოთ ერთი საცნობარო სისტემიდან მეორეზე გადასვლის პირობითი კოეფიციენტი. ვინაიდან ცხელი წერტილი მოვლენის ჰორიზონტთან ახლოსაა, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ის დიაპაზონშია, შემდეგ (14)-დან ვიღებთ შესაბამისი მნიშვნელობების დიაპაზონს. შორეული დამკვირვებლისთვის ლაქების რადიაციული ძალა რამდენჯერმე ნაკლებია, რადგან . მოდით, სუპერნოვას გამოსხივების პიკური ძალა, რომელიც რეგისტრირებულია შორეული დამკვირვებლის მიერ, იყოს ტოლი. შემდეგ, (13) და (14) შესაბამისად, ლაქასთან დაკავშირებულ საცნობარო ჩარჩოში, ლაქების პიკური გამოსხივების სიმძლავრე არის . შესაბამისად, ლაქების უბნებისთვის დისტანციური საცნობარო სისტემიდან მოძრავ სისტემაზე გადასვლისას ვიღებთ .

ტიპიური სუპერნოვას ემისიის სიმძლავრე მაქსიმალურ სიკაშკაშეზე შეიძლება მოიძებნოს ცხრილი 1-ის მონაცემების გამოყენებით, რომელიც გამოქვეყნებულია ნაშრომში და ასახავს ფიზიკური თვისებები 22 ექსტრაგალაქტიკური სუპერნოვა. ცხრილი 1 გვიჩვენებს, რომ წარმოდგენილი 22 ექსტრაგალაქტიკური სუპერნოვადან 20 ქმნის ობიექტების საკმაოდ ერთგვაროვან ჯგუფს, რომელთა სიკაშკაშის ზრდის დრო საშუალო მნიშვნელობა აქვს 20,2 დღეს სტანდარტული გადახრით. სუპერნოვა 1961v და 1909a, რომლებიც მნიშვნელოვნად გადახრილია ზოგადი კანონზომიერებიდან, შეიძლება გამოირიცხოს განხილვიდან. ცხრილი 1-დან გამომდინარეობს, რომ 20 დარჩენილი ობიექტიდან, მაქსიმალური სიკაშკაშის დროს, ერთ ობიექტს აქვს აბსოლუტური სიდიდე -18, შვიდი ობიექტი -19, რვა ობიექტი -20 და ოთხი ობიექტი -21. მზის ვარსკვლავური აბსოლუტური ბოლომეტრიული სიდიდე არის რადიაციის სიმძლავრეზე. ცნობილია კავშირი რადიაციული ნაკადის სიმკვრივეს E და სიდიდეებს შორის:

ვარსკვლავის აბსოლუტურ სიდიდეებზე გადასვლისას, სადაც არის ასტრონომიაში მიღებული სტანდარტული მანძილი, არის ვარსკვლავის გამოსხივების ძალა. აქედან მიიღება კავშირი ორი ობიექტის რადიაციულ ძალას შორის:

სად,. მაშასადამე, ზემოხსენებული სუპერნოვების აბსოლუტური სიდიდეები: შეესაბამება რადიაციული ძალების პიკს. საშუალო მნიშვნელობის შესაფასებლად, ამ შემთხვევაში, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ მედიანა. შედეგად, მივიღებთ, რომ საცნობარო ჩარჩოში, რომელიც დაკავშირებულია შორეულ დამკვირვებელთან, პიკური სიმძლავრის საშუალო მნიშვნელობა 20 სუპერნოვას ნიმუშზე არის . ამ მნიშვნელობის გამოყენებით, (13)-დან აღმოვაჩენთ, რომ შორეული დამკვირვებლის თვალსაზრისით, ორი რადიაციული ლაქის საერთო ფართობი. თუმცა, ლაქის მახლობლად მდებარე დამკვირვებლისთვის საშუალო რადიაციული სიმძლავრე და, შესაბამისად, ორი ლაქის საერთო ფართობი. კერძოდ, ჩვენ ვიღებთ, შესაბამისად, ერთი წერტილის ფართობს და მის რადიუსს, ე.ი. არის დაახლოებით 1 მმ.

ცხრილი 1

სუპერნოვას აღნიშვნა	ტიპი და კლასი	სიპრიალის ზრდის დრო, დღეები	ბრწყინავს მაქსიმუმ, მ		დედა გალაქტიკა
			იხილეთ-მაისი ზომა	აბსოლუტური ღირებულება	აღნიშვნა, NGC	ტიპი	მოჩვენებითი სიდიდე, მ
1885 ა	I.16	23	5	-19	224	სბ	4
1895 ბ	I.7	18	8	-21	5253	S0	11
1972 ე	I.9	19	8	-21	5253	S0	11
1937c	I.11	21	8	-20	IC4182	მე	14
1954 ა	I.12	21	9	-21	4214	მე	10
1920 ა	I.5	16	11	-19	2608	SBc	13
1921 წ	I.6	17	11	-20	3184	სკ	10
1961 სთ	I.8	19	11	-20	4564	ე	12
1962 მ	II.4	20	11	-18	1313	SBc	11
1966 ჯ	I.5	16	11	-19	3198	სკ	11
1939 ბ	I.17	24	12	-19	4621	ე	11
1960f	I.8	19	11	-21	4496	სკ	13
1960 წ	I.8	19	12	-20	4382	S0	10
1961 ვ	II.10	110	12	-18	1058	სბ	12
1963ი	I.14	22	12	-19	4178	სკ	13
1971 წ	I.12	21	12	-19	5055	სბ	9
1974 გ	I.8	19	12	-19	4414	სკ	11
1909 ა	II.2	8	12	-18	5457	სკ	9
1979c	II.5	25	12	-20	4321	სკ	11
1980 კ	II.5	25	12	-20	6946	სკ	10
1980 წ	I.10	20	12	-20	1316	ე	10
1981 ბ	I.9	19	12	-20	4536	სბ	11

ზემოთ მოპოვებული შეფასება კარგად ეთანხმება ჩვენს ვარაუდს, რომ პირველადი გამოსხივება მოდის ორი კომპაქტური ცხელი წერტილიდან, რომელიც მდებარეობს ობიექტის პოლუსებზე, რომლის რადიუსია დაახლოებით 10 მმ და არის კიდევ ერთი დადასტურება იმისა, რომ, სავარაუდოდ, საქმე გვაქვს შავი ხვრელის შთანთქმასთან. პლანეტა. ადრე, პლანეტის მაგნიტური ნაკადის შენარჩუნების კანონის საფუძველზე (8), მივიღეთ, რომ , მაგნიტური ველის ინდუქცია ხვრელის პოლუსებზე იქნება დაახლოებით ტოლი . ამავდროულად, დამოუკიდებლად გამომდინარეობს (12)-დან, რომ ველის მნიშვნელობა ხვრელის პოლუსებზე იქნება დაახლოებით . ამრიგად, (8), (12) და (13) მიმართებები იწვევს ურთიერთთანმიმდევრულ შედეგებს, რაც შეიძლება ჩაითვალოს თეორიის სისწორის ნიშნად.

(12)-დან გამომდინარეობს, რომ მაგნიტური ველის ინდუქცია მილებში შავი ხვრელის პოლუსებზე არის მუდმივი მნიშვნელობა. ამიტომ, შავი ხვრელის მიერ პლანეტის მაგნიტური ნაკადის თანდათანობით შთანთქმით, მილში მაგნიტური ნაკადის ზრდა ხდება მისი განივი კვეთის ფართობის გაზრდის გამო. ეს იწვევს ცხელი წერტილის ფართობის პროპორციულ ზრდას და, შესაბამისად, სუპერნოვას გამოსხივების სიმძლავრის ზრდას, შესაბამისად (13).

ლაქების პირველადი გამოსხივება, რომელიც წარმოადგენს გამა კვანტებისა და ნეიტრინოების ნაკადს, ათბობს მატერიას ლაქების მახლობლად, რის გამოც იგი ასევე ასხივებს მაღალი ენერგიის ფოტონებს და ნეიტრინოებს. ნეიტრინოებს აქვთ უდიდესი შეღწევადი ძალა, მაგრამ ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელიც მატერიაში დიფუზირდება, თანდათან შორდება შავი ხვრელიდან. ამ შემთხვევაში, რადიაცია განიცდის ცნობილ გრავიტაციულ წითელ გადაადგილებას, რაც დროის გაფართოების პირდაპირი შედეგია:

სად არის ტალღის სიგრძე შავ ხვრელთან, მისი ცენტრიდან დაშორებით, ტალღის სიგრძე არის "უსასრულობა". კერძოდ, წითელშიფრაზე. არსებული თვალსაზრისის მიხედვით, გრავიტაციული წითელ გადანაცვლება მხოლოდ დროის განსხვავებული სიჩქარის შედეგია არაჰომოგენური გრავიტაციული ველის სხვადასხვა წერტილში. რადიაციის ენერგია (ფოტონები) არ იცვლება გრავიტაციულ ველში აწევისას. ჩვენს შემთხვევაში, ეს ნიშნავს, რომ რადიაციული ენერგიის ნაწილი (13) შენარჩუნებულია შავი ხვრელიდან მოშორებისას. (14) შესაბამისად, დროის სეგმენტი გარდაიქმნება უფრო გრძელ სეგმენტად, რომელიც გამოიხატება სუპერნოვას გამოსხივების სიმძლავრის შემცირებით გარე დამკვირვებლის თვალსაზრისით. მაგრამ ამავდროულად, სუპერნოვას ბზინვარების ხანგრძლივობა მისთვის გაიზრდება ამდენივეჯერ. გრავიტაციული წითელი ცვლა არ ცვლის შავი ხვრელის სიახლოვეს გამოსხივების მთლიან ენერგიას. გარე დამკვირვებლის მიერ მისი მოპოვების პროცესი დროში მხოლოდ K-ის კოეფიციენტით არის გადაჭიმული. ის, რაც ითქვა ფოტონებზე, მართალი უნდა იყოს ნეიტრინოების გრავიტაციულ წითელ გადაადგილებაზეც, რომლებსაც, ფოტონების მსგავსად, აქვთ ნულიდასვენების მასა და მოძრაობს სინათლის სიჩქარით.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, შავი ხვრელი პლანეტის ცენტრალურ ნაწილში განთავსდება. ამ შემთხვევაში მის სიახლოვეს შესაძლებელია გაზით სავსე ღრუს წარმოქმნა მაღალი წნევით და მაღალი ტემპერატურით. დროის გარკვეულ მომენტში გაზის წნევა მიაღწევს კრიტიკულ ზღვარს და პლანეტის სხეულში წარმოიქმნება ღრმა ბზარები, რომლებითაც აირი გამოვა. პირველის ფეთქებადი გამოშვება დიდი ნაწილიტემპერატურის მქონე პლაზმამ შეიძლება გამოიწვიოს გამა გამოსხივების აფეთქება (ტალღის სიგრძე ). ასეთი აფეთქებები ნამდვილად არსებობს და აღმოჩენილია მათი მჭიდრო კავშირი სუპერნოვასთან. შორს კოსმოსში, ჩათვლით. და ვარსკვლავის პლანეტარული სისტემის მიღმა, პლანეტის ღრმა მატერიის ცალკეული ფრაგმენტები და გამდნარი ფრაგმენტები ასევე შეიძლება გადმოიყაროს, შემდგომში გახდეს რკინა და ქვის მეტეორიტებიდა ასტეროიდები. ამის შემდეგ გაგრძელდება ცხელი აირის გადინება და პლანეტის ირგვლივ დაიწყებს გაზის ღრუბლის წარმოქმნას, რომელიც თანდათან გაიზრდება.

I ტიპის სუპერნოვას სპექტრებში, მაქსიმალური სიკაშკაშის გავლის შემდეგ, ერთმანეთზე გადაფარებული უამრავი ხაზი გვხვდება, რაც მათ იდენტიფიკაციაში სირთულეებს ქმნის. მაგრამ, მიუხედავად ამისა, გარკვეული ხაზები გამოიკვეთა. აღმოჩნდა, რომ ისინი იონიზირებულია Ca, Mg, Fe, Si, O ატომები, რომლებიც, როგორც ცნობილია, ფართოდ არის გავრცელებული ქვის პლანეტების საკითხში, როგორიცაა დედამიწა. დამახასიათებელია, რომ I ტიპის სუპერნოვას სპექტრში წყალბადი არ არის. ეს შეიძლება საუბრობდეს პირველადი გაზის ღრუბლის არავარსკვლავური (პლანეტარული) წარმოშობის სასარგებლოდ.

ავტორის მიერ გაკეთებულმა შეფასებებმა აჩვენა, რომ თუ პლანეტის მასის სიდიდის რიგი აორთქლდება, გაზის ღრუბელი რენტგენის სხივებისთვის გაუმჭვირვალე ხდება. ეს გამოსხივება მოდის ღრუბლის ცენტრალური რეგიონიდან პლანეტის რადიუსის რიგის რადიუსით და ზედაპირის ტემპერატურით დაახლოებით 14 მილიონი კელვინი. ეს ტემპერატურა გამომდინარეობს ცნობილი კავშირიდან. აქ, დაკვირვების მონაცემების მიხედვით, პლანეტარული სუპერნოვას პიკური რადიაციული ძალა ვარაუდობენ . ენერგია გამოიყოფა გარე სივრცეში ოპტიკურ დიაპაზონში გაზის ღრუბლის გარე გარსიდან (ფოტოსფერო). მაქსიმალური სიკაშკაშის დროს, ფოტოსფეროს გამოთვლილი რადიუსი ზემოაღნიშნული ფორმულიდან უნდა იყოს დაახლოებით 34 AU. ზედაპირის ტემპერატურაზე, რომელიც ცნობილია დაკვირვებებიდან.

ახლა ჩვენ უკვე მივუახლოვდით სუპერნოვას ისეთი მახასიათებლების გამოთვლას, როგორიცაა რადიაციის სიმძლავრე და სიკაშკაშის მაქსიმუმის მიღწევისთვის საჭირო დრო. ზემოთ მივედით დასკვნამდე, რომ ნეიტრონული სითხე შავ ხვრელში ჩაედინება ორი კონუსის სახით, რომლებიც პოლუსების მახლობლად მაგნიტურ მილებში ჩასმული ვიწრო ჭავლებს ჰგავს. ამ შემთხვევაში, მილის შავ ხვრელთან შეხების მახლობლად, იქმნება ცხელი წერტილი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით ტოლია მილის დიამეტრზე. ამის შესაბამისად, მთლიანი ელემენტარული მოცულობა მილების ბაზაზე

სადაც S არის ორი ცხელი წერტილის ფართობი, რადიალური კოორდინატი. შესაბამისად, ელემენტარული მასა მილებში

სად არის შემომავალი მატერიის სიმკვრივე. მოდით შევცვალოთ, სად არის მატერიის სიჩქარის ვერტიკალური კომპონენტი. შემდეგ ელემენტარული მასა:

(5) და (20)-დან გამომდინარეობს, რომ ორი წერტილის ჯამური გამოსხივების სიმძლავრე მათ საცნობარო ჩარჩოში

ამ ფორმულის გამოყენებით გამოთვლებში შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ . ამ შემთხვევაში, სხვა პარამეტრების მნიშვნელობები = 0.4, ნივთიერების სიმკვრივე პირდაპირ ლაქის ზემოთ. , ორი ლაქის ფართობი , სადაც და K = 10. შედეგად მივიღებთ . ახლა, სუპერნოვას სინათლის ემისიის რეალურად დაკვირვებული საშუალო პიკური სიმძლავრის საფუძველზე, დამოუკიდებლად ვპოულობთ ლაქების რადიაციულ ძალას. ჩანს, რომ პრაქტიკულად ემთხვევა (21)-დან მიღებულ თეორიულ მნიშვნელობას. გაითვალისწინეთ, რომ და-ს შორის კავშირი არ არის დამოკიდებული K-ზე, რადგან . მნიშვნელობებს შორის კარგი შეთანხმება შეიძლება ჩაითვალოს თეორიის სისწორის ძლიერ დადასტურებად. შედეგად წარმოქმნილი შედარებით მცირე შეუსაბამობა უფლებამოსილებებს შორის და, კერძოდ, შეიძლება აიხსნას ისეთი პარამეტრების გარკვეული გაურკვევლობით, როგორიცაა და.

შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ პლანეტა კარგავს თავისი მასის დაახლოებით 30%-ს ცხელი გაზის ღრუბლის წარმოქმნით. გარდა ამისა, = 0,4-ზე, პლანეტის დარჩენილი მასის 40% იკარგება სინათლის გამოსხივების სახით. ამ შემთხვევაში, ყველაზე სუსტი და ძლიერი სუპერნოვაებისთვის, სინათლის გამოსხივების ჯამური ენერგიაა . ორივე მითითებული მასის დანაკარგების გათვალისწინებით, აღმოვაჩენთ, რომ საწყისი პლანეტების მასის დიაპაზონი არის . ზოგადად მიღებულია, რომ პლანეტის სიცოცხლისუნარიანობის პირობა მოითხოვს, რომ მისი მასა არ შევიდეს "ნეპტუნების" მასებთან ერთად. ნეპტუნებს აქვთ სუპერ მკვრივი ატმოსფერო ქარიშხლიანი ქარით და ითვლება შეუფერებლად სიცოცხლის ევოლუციისთვის. მაშასადამე, სასიცოცხლო პლანეტის მასის ზედა მნიშვნელობა საკმაოდ შეესაბამება ამ სასაზღვრო მდგომარეობას. მასის ქვედა ღირებულება არც თუ ისე განსხვავდება დედამიწის მასისგან, ასე რომ, ასეთი პლანეტა, როგორც ჩანს, შეუძლია საკმარისად შეინახოს მკვრივი ატმოსფეროდა ამავე დროს აქვს მაგნიტური ველი, რომელიც მსგავსია ხმელეთის ველის. ამრიგად, სუპერნოვას საშუალო პიკური სიმძლავრე უნდა შეესაბამებოდეს პლანეტას, რომლის მასა დაახლოებით . ახლა ჩვენ გვაქვს ყველა საწყისი მონაცემი სუპერნოვას აწევის დროის გამოსათვლელად.

შავი ხვრელის ზრდასთან ერთად, ლაქებში გამავალი მაგნიტური ნაკადი იზრდება. ვინაიდან მილში მაგნიტური ნაკადის ინდუქცია არის , მაშინ მაგნიტური ნაკადის მატებასთან ერთად მილის ჯვარედინი მონაკვეთის გავლით, ლაქის ფართობი პროპორციულად იზრდება, რაც თავის მხრივ იწვევს სუპერნოვას სიკაშკაშის ზრდას. დაფიქსირდა, რომ სუპერნოვას სინათლის ენერგიის დაახლოებით ნახევარი გამოიყოფა სიკაშკაშის ზრდის ეტაპზე, ხოლო მეორე ნახევარი გამოიყოფა მრუდის დაშლის ნაწილზე. ეს, კერძოდ, ჩანს ნახ.1-ზე. მაქსიმუმის გავლის შემდეგ, რომელიც გრძელდება 1-2 დღე, სიკაშკაშე სწრაფად მცირდება ვარსკვლავური სიდიდეებით, ე.ი. დროზე. ამის შემდეგ იწყება ექსპონენციალური კლება. მაგრამ I ტიპის სუპერნოვას დაშლის რეგიონი, ჩვეულებრივ, 10-ჯერ აღემატება აღმავალ რეგიონს. ჩვენს მოდელში, სუპერნოვას მთელი ენერგია წარმოიქმნება დაცემის მატერიის გრავიტაციული ენერგიისგან (4). აქედან გამომდინარეობს, რომ შავი ხვრელი შთანთქავს პლანეტის მასის დაახლოებით ნახევარს სიკაშკაშის ზრდის რეგიონში, ხოლო მეორე ნახევარს მრუდის დაშლის ეტაპზე. ეს ნიშნავს, რომ პლანეტის მასის ნახევარი დაჭერით, შავი ხვრელი იჭერს პლანეტის თითქმის მთელ მაგნიტურ ნაკადს და მილის განივი ფართობი წყვეტს ზრდას. ვინაიდან ხვრელის დიპოლური მაგნიტური ველი (პლანეტების მსგავსად) შენარჩუნებულია რგოლის დენით, მაშინ ამ დენის თანდათანობით შესუსტებასთან ერთად, მაგნიტური ნაკადი მცირდება, შესაბამისად, მცირდება მილის კვეთის ფართობიც. , რაც იწვევს სუპერნოვას სიკაშკაშის შემცირებას. მილის მიმდებარე რგოლის დენი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს გარკვეული მიახლოებით, როგორც ტორსი ინდუქციით L და აქტიური წინააღმდეგობით R. ასეთ დახურულ წრეში დენის შესუსტება ხდება ცნობილი ექსპონენციალური კანონის მიხედვით:

სად არის საწყისი დენის მნიშვნელობა (ჩვენს შემთხვევაში, ზე).

უნდა აღინიშნოს, რომ ენერგიის გამოყოფის მიზეზი სუპერნოვას სინათლის მრუდის დაშლის რეგიონში კვლავ გადაუჭრელ პრობლემებს შორისაა. მრუდის გლუვი დაშლის სეგმენტი (ნახ. 1) I ტიპის სუპერნოვაებისთვის მაღალი მსგავსებით ხასიათდება. დაშლის დროს რადიაციის სიმძლავრე კარგად არის აღწერილი ექსპონენტით:

სად არის დღეები I ტიპის ყველა სუპერნოვასთვის. ეს მარტივი დამოკიდებულებაგადის სუპერნოვაზე დაკვირვების დასრულებამდე. რეკორდული 700-დღიანი დაშლა დაფიქსირდა სუპერნოვაში, რომელიც აფეთქდა გალაქტიკაში NGC 5253 1972 წელს. მრუდის ამ მონაკვეთის ასახსნელად, 1956 წელს ამერიკელმა ასტრონომთა ჯგუფმა (ბაადემ და სხვ.) წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც დაშლის განყოფილებაში ენერგიის გამოყოფა ხდება იმის გამო. რადიოაქტიური დაშლაკალიფორნიუმ-254 იზოტოპის ბირთვები, რომელთა ნახევარგამოყოფის პერიოდი 55 დღეა, უხეშად შეესაბამება მაჩვენებლის მნიშვნელობას. თუმცა, ეს მოითხოვს ამ იშვიათი იზოტოპის არარეალურად დიდ რაოდენობას. სირთულეები წარმოიქმნება გამოყენებისას რადიოაქტიური იზოტოპინიკელი-56, რომელიც იშლება 6,1 დღის ნახევარგამოყოფის პერიოდით, გადადის რადიოაქტიურ კობალტ-56-ში, რომელიც იშლება 77 დღის ნახევარგამოყოფის პერიოდით, ფორმირდება სტაბილური იზოტოპირკინა-56. ახსნის ამ გზით, მნიშვნელოვანი პრობლემაა იონიზებული კობალტის ძლიერი ხაზების არარსებობა I ტიპის სუპერნოვას სპექტრებში მაქსიმალური სიკაშკაშის გავლის შემდეგ.

ჩვენს მოდელში სუპერნოვას გამოსხივების სიმძლავრის ექსპონენციალური შემცირება აიხსნება რგოლის დენის მნიშვნელობის ექსპონენციალური შემცირებით (22), ვინაიდან . სადაც დღეები. მრუდის ამოზნექილი მონაკვეთი ნახ. 1-ში (მითითებულია ასოთი) შეიძლება შემდეგნაირად იქნას განმარტებული. მაქსიმალური სიკაშკაშის დროს პლანეტის მაგნიტური ნაკადი კვლავ აგრძელებს შავი ხვრელის დაჭერას, მაგრამ მაგნიტური ნაკადის მატება უკვე უდრის მის დანაკარგებს რგოლის დენის ჩაქრობის გამო. მრუდის ამოზნექილი მონაკვეთის დაცემისას, პლანეტის მაგნიტური ველის ნარჩენები შეიწოვება. და ბოლოს, მონაკვეთის გავლის შემდეგ, მაგნიტური ნაკადის დინება შავ ხვრელში მთლიანად ჩერდება და იწყება ექსპონენციალური კლება, მილის გარშემო მოძრავი რგოლის დენის შესუსტების გამო.

ვინაიდან შავი ხვრელის სამხრეთ და ჩრდილოეთ პოლუსების მილებში მაგნიტური ნაკადები თანაბარია, მოდით განვიხილოთ პლანეტის ერთ ნახევარსფეროში არსებული ხვრელის მიერ მაგნიტური ველის დაჭერის პროცესი. მოდით, პლანეტის ცენტრალურ ნაწილში ავირჩიოთ ბურთი რადიუსით და მის შიგნით მაგნიტური ველის საშუალო ინდუქციის ტოლი . შემდეგ მაგნიტური ნაკადი, რომელიც გადის ბურთის განივი კვეთის არეში, დიამეტრის გამავალი ვექტორის პერპენდიკულარულად:

სად არის მონაკვეთის რადიუსი. დიფერენცირების შემდეგ მივდივართ განტოლებამდე:

ერთი ნახევარსფეროს მასა რადიუსით და მატერიის საშუალო სიმკვრივით:

აქედან გამომდინარეობს დიფერენციალებს შორის ურთიერთობა:

(25) და (27)-დან ვიღებთ:

ბოლო გამოთქმა აღწერს მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარეს ერთ ნახევარსფეროში მასის ცვლილებით და რეალურად ნიშნავს შემდეგს. თუ შავი ხვრელი შთანთქავს მასას პლანეტიდან, მაშინ ამ მასასთან ერთად ის დაიჭერს პლანეტის მაგნიტურ ნაკადს, რომელიც ტოლია . გარდა ამისა, იმის გათვალისწინებით, რომ და სადაც არის ერთი ნახევარსფეროს მოცულობა, მივიღებთ ურთიერთობას:

აქედან გამომდინარეობს მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარე პლანეტიდან შავ ხვრელამდე მასის ნაკადის დროს:

ცხადია, პლანეტის მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარე ტოლია ხვრელის მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სიჩქარეს. განტოლებები (30) და (29) ასევე მოქმედებს ხვრელის მნიშვნელობებზე და m. ამის სანახავად შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, რომ მასა და მაგნიტური ნაკადი მიედინება საპირისპირო მიმართულებით - სფერული შავი ხვრელიდან პლანეტაზე.

შავი ხვრელის შემთხვევაში, რომელსაც განვიხილავთ, მისი თითქმის მთელი მაგნიტური ველი კონცენტრირებულია მილებში პოლუსებზე და მისთვის და სად არის მილის განივი განყოფილება. შედეგად, (29)-დან მივდივართ განტოლებამდე:

სადაც შეესაბამება მასას, რომელიც გაიარა მილში იმ დროისთვის, როდესაც ზეახალი უკვე ჩანს ტელესკოპით, მილის განივი კვეთის ფართობი . ინტეგრალების გამოთვლის შემდეგ მივდივართ მიმართებაში:

ან ამისთვის და:

აქედან შეგიძლიათ იპოვოთ დრო, როდესაც სუპერნოვა აღწევს მაქსიმალურ სიკაშკაშეს შორეული დამკვირვებლის თვალსაზრისით. გარემოება, რომელიც საშუალებას გვაძლევს გამოვრიცხოთ კოეფიციენტი K:

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, სუპერნოვას სინათლის ემისიის ენერგიის დაახლოებით ნახევარი გამოიყოფა სიკაშკაშის ზრდის ეტაპზე, ხოლო მეორე ნახევარი მისი დაცემის ეტაპზე. ეს ნიშნავს, რომ პლანეტის მთელი მაგნიტური ველი გადავა შავ ხვრელში, სანამ პლანეტის მასის დაახლოებით ნახევარი შეიწოვება. მაგალითად, დედამიწის ბირთვის მასა, სადაც კონცენტრირებულია მისი თითქმის მთელი მაგნიტური ნაკადი, არის . ეს არის პლანეტის მასის ნახევარზე ოდნავ ნაკლები. მაგრამ ნახ. 2 გვიჩვენებს, რომ მატერიის ნაკადი ხვრელში ხდება ძირითადად ბრუნვის ღერძთან ახლოს. ამრიგად, მთელი ბირთვის დაჭერის მომენტისთვის, მანტიის ნივთიერების გარკვეული ნაწილი სუბპოლარული რეგიონებიდანაც დაიჭერს. მოსალოდნელია, რომ პლანეტის მთელი მაგნიტური ველის შთანთქმის შემდეგ, მასა, რომელიც გაიარა ორივე მაგნიტურ მილში ხვრელის პოლუსებზე, შეიძლება იყოს პლანეტის მასის დაახლოებით ნახევარი. თუ გავითვალისწინებთ იმასაც, რომ ჩვენ განვიხილეთ პლანეტის მატერიის შთანთქმის პროცესი შავი ხვრელის მიერ მხოლოდ ერთ ნახევარსფეროში, მაშინ საშუალო სიკაშკაშის სუპერნოვასთვის. ფიზიკურად, M 0 არის მთლიანი მასა, რომელიც გაიარა ერთი მაგნიტური მილის განივი მონაკვეთზე იმ დროისთვის, როდესაც მიიღწევა რადიაციული სიმძლავრის პიკი. სუპერნოვაზე დაკვირვების დასაწყისთან შესაბამისი მასა შეიძლება მოიძებნოს შემდეგნაირად. (13) და (31) შორის ურთიერთობა შემდეგია:

ან ინტეგრაციის შემდეგ:

საიდანაც მოჰყვება

ცნობილია, რომ სუპერნოვაებისთვის სიკაშკაშის ამპლიტუდა (განსხვავება მინიმალურ და მაქსიმალურ სიკაშკაშეს შორის) არის ვარსკვლავური სიდიდეები. დაე, ამპლიტუდა იყოს 16 სიდიდის საშუალო მნიშვნელობის ტოლი. შემდეგ (16)-დან მოყვება და, შემდგომ (38)-დან ვიღებთ . სხვა ფიზიკური სიდიდეების რიცხვითი მნიშვნელობების (35) ჩანაცვლების შემდეგ და ერთი ცხელი წერტილის ფართობი შორეული დამკვირვებლის თვალსაზრისით, ჩვენ ვპოულობთ დროს, როდესაც სუპერნოვა აღწევს მაქსიმალურ სიკაშკაშეს დღის გარე დამკვირვებლისთვის. ეს კარგად შეესაბამება ცხრილში 1-ში წარმოდგენილ დაკვირვების მონაცემებს, სადაც ეს დრო არის დღის დიაპაზონში. სიკაშკაშის ამპლიტუდის ლოგარითმის თვისებების გამო, 15 და 17 მაგნიტუდა ასევე იძლევა მისაღები მნიშვნელობებს, შესაბამისად, 17.9 და 20.3 დღის განმავლობაში.

ამგვარად, ზემოთ შემოთავაზებულ სუპერნოვას მოდელს, რომელიც ეფუძნება პლანეტის შთანთქმას პატარა შავი ხვრელის მიერ, შეუძლია ახსნას სუპერნოვას ყველა ძირითადი დაკვირვებული თვისება, როგორიცაა სინათლის გამოსხივების მთლიანი ენერგია, გამოსხივების ძალა, დრო. სუპერნოვამ მიაღწიოს მაქსიმალურ სიკაშკაშეს და ასევე მიუთითებს ენერგიის გათავისუფლების მიზეზზე დაშლის რეგიონში სუპერნოვას ბრწყინვალება. პლანეტარული სუპერნოვას განვითარების საწყის ეტაპზე, როდესაც პლანეტა იშლება, როგორც ჩანს, ტემპერატურის მქონე ცხელი პლაზმის ღრუბელი შეიძლება გამოიდევნოს, რაც გამოიწვევს გამა გამოსხივების ციმციმს, რომელიც აღინიშნება რეალურ სუპერნოვაებში. თეორია ასევე განმარტავს მახასიათებლებისინათლის მრუდი (ნახ. 1).

ასევე საინტერესოა გარკვეული შეფასებების გაკეთება ცენტრალურ ვარსკვლავზე პლანეტარული სუპერნოვას ზემოქმედების ხარისხთან დაკავშირებით. სუპერნოვას რადიაციული ნაკადის სიმკვრივე მანძილზე ზე იქნება . ეს სიდიდის მრავალი რიგით აღემატება საკუთარი გამოსხივების სიმკვრივეს ისეთი ვარსკვლავის ზედაპირიდან, როგორიც არის მზე (). დამოკიდებულებიდან გამომდინარეობს, რომ სუპერნოვას გამოსხივების გამო მზის ზედაპირის ტემპერატურა გაიზრდება დან . ადვილია გამოთვალოთ, რომ მხოლოდ იმ დღეებში, რომლებიც ახლოსაა "პლანეტარული" სუპერნოვას მაქსიმალური სიკაშკაშე, მზის მსგავსი ვარსკვლავი მიიღებს თერმულ ენერგიას, სადაც არის ვარსკვლავის რადიუსი. მზე თავად გამოიმუშავებს ამ ენერგიას 577 წელიწადში. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ასეთი მაღალი გათბობა იწვევს ვარსკვლავის თერმული სტაბილურობის დაკარგვას. არსებული გათვლებით, ჩვეულებრივი ვარსკვლავებიშეუძლია შეინარჩუნოს თერმული სტაბილურობა მხოლოდ ტემპერატურის ნელი მატების დროს, როდესაც ვარსკვლავს აქვს დრო გაფართოვდეს და შეამციროს ტემპერატურა. ტემპერატურის საკმარისად სწრაფმა ზრდამ შეიძლება გამოიწვიოს სტაბილურობის დაკარგვა და ვარსკვლავის თერმობირთვული რეაქტორის აფეთქება. არსებული მოდელის მიხედვით, მზის მსგავს ვარსკვლავში, წყალბადის ციკლის თერმობირთვული რეაქციები ხდება ვარსკვლავის ცენტრიდან 0,3 რადიუსამდე რეგიონში, სადაც ტემპერატურა მერყეობს 15,5-დან 5 მილიონ კელვინამდე. რადიუსების მანძილების დიაპაზონში თერმული ენერგია ზედაპირზე გადადის რადიაციის საშუალებით. ზემოთ, ვარსკვლავის ზედაპირზე, არის ტურბულენტური კონვექციური ზონა, სადაც თერმული ენერგია გადადის ვერტიკალური მოძრაობებინივთიერებები. მზეზე ვერტიკალური კონვექციური მოძრაობის საშუალო სიჩქარეა . ჩვენს შემთხვევაში, ვარსკვლავის ზედაპირის გათბობა 100 ათას გრადუსზე მეტ ტემპერატურაზე შეანელებს კონვექციის სიჩქარეს და გაზრდის მატერიის დაღმავალი ნაკადების ტემპერატურას. შედეგად, ვარსკვლავი დაემსგავსება ბირთვული რეაქტორინაწილობრივ გამორთული გაგრილებით. კონვექციური ნაკადების ვერტიკალური სიჩქარით, პლანეტარული სუპერნოვადან მიღებული თერმული ენერგია, რომელიც გაივლის დაახლოებით, მიაღწევს კონვექციური ზონის ქვედა საზღვარს სულ რაღაც .

როდესაც ვარსკვლავის კონვექციური ფენა თბება, გასხივოსნებული ენერგიისა და უფრო ცხელი კონვექციური ნაკადების გამო, ვარსკვლავის მხარეს, რომელიც სუპერნოვასკენაა მიმართული, გაზი გაფართოვდება და წარმოიქმნება ამობურცულობა. ვარსკვლავის მიერ მიღებული თერმული ენერგია გარდაიქმნება გრავიტაციულ ენერგიად. პოტენციური ენერგიაჩამოყალიბდა "კეხი". ეს გამოიწვევს გრავიტაციული ძალების დისბალანსს ვარსკვლავის შიგნით. ღრმა მატერია, ბირთვის არეალის ჩათვლით, დაიწყებს დინებას ისე, რომ აღადგინოს გრავიტაციული წონასწორობა. ბლანტი ხახუნი იწვევს იმ ფაქტს, რომ ნაკადების კინეტიკური ენერგია გარდაიქმნება ნივთიერების თერმულ ენერგიად. იმის გამო, რომ ვარსკვლავი ბრუნავს, "კეხი" მუდმივად მოძრაობს. ამის გამო, ვარსკვლავის შიგნით სითბოს დინება და გამოშვება გრძელდება მანამ, სანამ სუპერნოვა არ ანათებს. შედეგად, ვარსკვლავის ღრმა მატერია მოკლე დროში მიიღებს იმავე თერმულ ენერგიას, რომელსაც ვარსკვლავი თავად გამოიმუშავებს ასობით წლის განმავლობაში. როგორც ჩანს, ზოგიერთ შემთხვევაში ეს საკმარისია ვარსკვლავის თერმული სტაბილურობის დაკარგვისთვის. ვარსკვლავის სიღრმეში ტემპერატურის გარკვეული გადაჭარბებული მატება იწვევს თერმობირთვული რეაქციების სიჩქარის ზრდას, რაც თავის მხრივ იწვევს ტემპერატურის კიდევ უფრო დიდ მატებას, ე.ი. თერმობირთვული საწვავის წვის პროცესი იწყებს თვითაჩქარებას და ვარსკვლავის უფრო და უფრო მეტ მოცულობას ფარავს, რაც საბოლოოდ, სავარაუდოდ, მის აფეთქებას იწვევს.

თუ ფეთქებადი პროცესი იწყება ვარსკვლავის ბირთვის ოდნავ ზემოთ მდებარე ფენებში, მაშინ ის განიცდის ძლიერ შეკუმშვას. იმ შემთხვევებში, როდესაც ვარსკვლავს აქვს საკმარისად მასიური ჰელიუმის ბირთვი (მასით ნაკლები), აფეთქების წნევამ შეიძლება „აიძულოს“ მას ნეიტრონულ ვარსკვლავში დაშლა. იმის გამო, რომ აფეთქება თავდაპირველად იწყება ვარსკვლავის შეზღუდულ რეგიონში, მას შეიძლება ჰქონდეს ასიმეტრიული ხასიათი, რის შედეგადაც ნეიტრონული ვარსკვლავი მიიღებს დიდ იმპულსს. ეს კარგად ხსნის, თუ რატომ არის ნეიტრონული ვარსკვლავი სიტყვასიტყვით "ისროლა" სუპერნოვას აფეთქების ადგილიდან დაახლოებით 500 კმ/წმ სიჩქარით და 1700 კმ/წმ-მდეც კი (პულსარი გიტარის ნისლეულში). ვარსკვლავის აფეთქების ენერგია დაიხარჯება, კერძოდ, ნეიტრონული ვარსკვლავის კინეტიკურ ენერგიაზე და გამოდევნილი აირის კინეტიკურ ენერგიაზე, რომელიც შემდგომ ქმნის დამახასიათებელ გაფართოებულ ნისლეულს. ამ ტიპის ენერგიას ჩვეულებრივ უწოდებენ სუპერნოვას ენერგიას. ამ ტიპის ენერგიას ავსებს აგრეთვე ნეიტრინო ნაკადის ენერგია, რომლის გამოსხივებაც უნდა ახლდეს ვარსკვლავის ბირთვის კოლაფსის პროცესს. ამასთან დაკავშირებით, სუპერნოვას მთლიანი ენერგია ზოგჯერ თეორიულად შეფასებულია ჯოულზე ან მეტი. სინათლის ეფექტები მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავების აფეთქებისას, როგორც უკვე აღინიშნა, იმშენნიკ ვ.ს.-ის გამოთვლების მიხედვით. და ნადეჟინა დ.კ. , აღმოჩნდება, რომ ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე რეალური სუპერნოვა, ამიტომ პროცესი თერმული ბირთვული აფეთქებავარსკვლავები შეიძლება თითქმის უხილავი იყოს პლანეტარული სუპერნოვას აფეთქების ფონზე.

იმ შემთხვევებში, როდესაც ჩვეულებრივი ვარსკვლავის აფეთქების ძალა არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ მის ცენტრში მდებარე ჰელიუმის ბირთვი გადააქციოს ნეიტრონულ ვარსკვლავად, ეს ბირთვი შეიძლება გამოიდევნოს მიმდებარე სივრცეში თეთრი ჯუჯის სახით. ახლახან აღმოაჩინეს თეთრი ჯუჯა LP 40-365 ძალიან მაღალი კოსმოსური სიჩქარით დაახლოებით . ამ სიჩქარის ახსნა შეუძლებელია გვერდითი მოვლენებიორი თეთრი ჯუჯის შერწყმისას, რადგან ორივე ვარსკვლავი ამ პროცესში კვდება. როგორც კიდევ ერთი შესაძლო მიზეზი ასეთი ა მაღალი სიჩქარეგანხილულია წყალბადის აკრეციის პროცესი თეთრი ჯუჯის მიერ კომპანიონი ვარსკვლავიდან ახლო ორობით სისტემაში. როდესაც წყალბადის გარკვეული რაოდენობა გროვდება, მისი წნევა და ტემპერატურა კრიტიკულ მნიშვნელობებს აღწევს და ჯუჯის ზედაპირზე თერმობირთვული აფეთქება. მსგავსი აფეთქებები ცნობილია როგორც ნოვა აფეთქებები და შეიძლება განმეორდეს. მაგრამ აფეთქებების ძალა ამ შემთხვევაში შედარებით მცირეა და ჯუჯა აგრძელებს თავის ორბიტაზე ყოფნას. ამ აფეთქებებს არ შეუძლია თეთრი ჯუჯა ორობითი სისტემიდან გამოყვანა და გამოიწვიოს ისეთი დიდი კოსმოსური სიჩქარის გაჩენა, როგორიც არის თეთრი ჯუჯა LP 40-365. ამ ობიექტის აღმოჩენამ შეიძლება მიუთითოს, რომ მზის მსგავსი ვარსკვლავები, ყოველგვარი მოლოდინის საწინააღმდეგოდ, შეიძლება მართლაც აფეთქდნენ.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, პლანეტის ბირთვიდან პლაზმის გამოდევნას ასევე შეიძლება ახლდეს პლანეტის დიდი ნამსხვრევების და მდნარი ფრაგმენტების გამოდევნა, მათ შორის რკინის ბირთვიდან. ამით, კერძოდ, შეიძლება აიხსნას რკინის მეტეორიტების წარმოშობა, ისევე როგორც ქონდრილების წარმოქმნა - სილიკატური შემადგენლობის ბურთულები, რომლებიც გვხვდება მეტეორიტებში, როგორიცაა ქონდრიტები. ასევე ცნობილია მეტეორიტი, რომელშიც ქონდროლები რკინის ბურთულებია. ზოგიერთი ცნობით, ეს მეტეორიტი ინახება ნიკოლაევსკაიაში ასტრონომიული ობსერვატორია. ჩვენს თეორიაში ქონდრულები წარმოიქმნება, როდესაც დნობა ასხურება ცხელი აირის ჭავლით. უწონადობის დროს დნობის ნაწილაკები ბურთულების ფორმას იღებენ და გაციებისთანავე მყარდებიან. თუ გავითვალისწინებთ, რომ პლანეტის შიგნიდან მატერიის განდევნის სიჩქარე შეიძლება აღემატებოდეს ვარსკვლავიდან გაქცევის სიჩქარეს, მაშინ ზოგიერთი მეტეორიტი და ასტეროიდი შეიძლება მზის სისტემაში შევიდეს. პლანეტარული სისტემებისხვა ვარსკვლავები. ფრაგმენტებთან ერთად მეტეორიტის ნივთიერებაარამიწიერი ტექნოგენური წარმოშობის ობიექტები ზოგჯერ შეიძლება დაეცემა დედამიწაზე.

1931 წლის მაისში, ეტონში, კოლორადოში, ბაღში მომუშავე ფერმერ ფოსტერის მახლობლად, ლითონის პატარა ჯოხი მიწას დაეჯახა. ფერმერმა რომ აიღო, ჯერ კიდევ ისეთი ცხელი იყო, რომ ხელები დაწვა. ეტონის მეტეორიტი ამერიკელმა სპეციალისტმა ჰ.ნინიგერმა შეისწავლა. მან აღმოაჩინა, რომ მეტეორიტი შედგებოდა Cu-Zn შენადნობისგან (66,8% Cu და 33,2% Zn). მსგავსი შემადგენლობის შენადნობები დედამიწაზე ცნობილია როგორც სპილენძი, ამიტომ მეტეორიტი კლასიფიცირებული იყო როგორც ფსევდომეტეორიტი. ასევე ცნობილია ციდან ჩამოვარდნილი უჩვეულო ნიმუშების სხვა საინტერესო შემთხვევებიც. ასე რომ, 1820 წლის 5 აპრილს კირქვის წითლად გახურებული ნაჭერი ინგლისური გემის Escher-ის გემბანზე დაეცა. AT მიწიერი პირობებიქიმიოგენური და ბიოგენური კირქვები წარმოიქმნება ზღვების ფსკერზე დალექვის პროცესში. გეოლოგმა ვიჩმანმა, რომელმაც ეს ნიმუში შეისწავლა, განაცხადა, რომ „ეს არის კირქვა და, შესაბამისად, არა მეტეორიტი“.

ინტერნეტში ასევე არის ცნობები ხელოვნური წარმოშობის ობიექტების „უცნაური“ აღმოჩენების შესახებ გეოლოგიურ საბადოებში, რომელთა ასაკი ათეულობით და ასეულობით მილიონი წელია. იმ შემთხვევებში, როდესაც ასეთი აღმოჩენის სანდოობა დადასტურებულია, შეიძლება ვივარაუდოთ არამიწიერი ხელოვნური წარმოშობანაპოვნი არტეფაქტი.

ნაპრალებში დიდი ასტეროიდებიპლანეტიდან გამოდევნილი ბაქტერიების შემცველ წყალს შეუძლია გადარჩეს. ამ ასტეროიდებმა შესაძლოა როლი შეასრულონ სატრანსპორტო საშუალებაბაქტერიებისთვის. ამრიგად, პლანეტურ სუპერნოვას შეუძლია ხელი შეუწყოს სიცოცხლის გაფართოებას სხვა ვარსკვლავურ სისტემებში, რაც აძლიერებს საფუძველს პანსპერმიის თეორიისთვის. ამ თეორიის მიხედვით, კოსმოსში სიცოცხლე თითქმის ყველგან არსებობს, სადაც არის ამისთვის ხელსაყრელი პირობები და პოულობს გზებს ერთი ვარსკვლავური სისტემიდან მეორეში გადასასვლელად.

პლანეტარული სუპერნოვები, რომლებიც იწვევენ დედა ვარსკვლავის აფეთქებას, ამდიდრებენ კოსმოსურ გარემოს ჰელიუმზე (ლითონებზე) მძიმე ელემენტებით. ეს იწვევს გალაქტიკებში გაზის მტვრის ღრუბლების წარმოქმნას. ცნობილია, რომ ამ ღრუბლებში ქ თანამედროვე ეპოქამიმდინარეობს ახალი ვარსკვლავებისა და პლანეტების ფორმირების აქტიური პროცესები.

ნაშრომში მიღებული შედეგების საფუძველზე შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ცივილიზაციები, რომლებიც იწყებენ პლანეტარული სუპერნოვას, რეალურად ხელს უწყობენ სიცოცხლის გავრცელებას გალაქტიკებში და ასევე ამრავლებენ მათში სიცოცხლის ჰაბიტატს. ამის წყალობით გალაქტიკებში სიცოცხლის ჯაჭვი არ წყდება. როგორც ჩანს, ეს არის საბოლოო მიზანიდა ცივილიზაციის უმრავლესობის არსებობის კოსმიური მნიშვნელობა. ამის შესახებ მეტი შეგიძლიათ წაიკითხოთ ავტორის ბროშურაში შავი ხვრელები და ბიოსფეროს ევოლუციის მიზანი.

ინფორმაციის წყაროები

1. აკრეცია (http://www.astronet.ru/db/msg/1172354 ? text_comp=gloss_graph.msn).
2. ასტრონომებმა აღმოაჩინეს თეთრი ჯუჯა, რომელიც გადაურჩა სუპერნოვას აფეთქებას (https://ria.ru/science/20170818/1500568296.html).
3. ბლინიკოვი S.I. გამა-სხივების აფეთქებები და სუპერნოვა (www.astronet.ru/db/msg/1176534/node3.html).
4. ბოჭკარევი ნ.გ. მაგნიტური ველები სივრცეში. - მ.: ნაუკა, 1985 წ.
5. Gursky G. ნეიტრონული ვარსკვლავები, შავი ხვრელები და სუპერნოვა. - წიგნში: On ჭრის პირასასტროფიზიკა. - მ.: მირი, 1979 წ.
6. Gerels N., Piro L., Leonard P. ყველაზე ნათელი აფეთქებები სამყაროში. - "მეცნიერების სამყაროში", 2003, No4 (http://astrogalaxy.ru/286.html).
7. Jacobs J. დედამიწის ბირთვი. - მ.: მირი, 1979 წ.
8. ზელდოვიჩ ია.ბ., ბლინიკოვი ს.ი., შაკურა ნ.ი. ფიზიკური საფუძვლებივარსკვლავების სტრუქტურა და ევოლუცია. - მ.: ედ. მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, 1981 წელი (www.astronet.ru/db/msg/1169513/index.html).
9. Siegel F.Yu. სამყაროს სუბსტანცია. - მ.: "ქიმია", 1982 წ.
10. კონონოვიჩ ე.ვ., მოროზ ვ.ი. ზოგადი კურსიასტრონომია. - M.: სარედაქციო URSS, 2004 წ.
11. Kaufman W. ფარდობითობის თეორიის კოსმოსური საზღვრები. - მ.: მირი, 1981 წ.
12. Casper W. Gravity - იდუმალი და ჩვეული. - მ.: მირი, 1987 წ.
13. კუზმიჩევი ვ.ე. ფიზიკის კანონები და ფორმულები. - კიევი: ნაუკოვა დუმკა, 1989 წ.
14. მიულერ ე., ჰილბრანდ ვ., იანკა ჰ-ტ. როგორ ააფეთქოთ ვარსკვლავი. – „მეცნიერების სამყაროში“ / ასტროფიზიკა / No12, 2006 წ.
15. მატერიის აკრეციის მოდელი სუპერმასიურ შავ ხვრელზე/ლექციები ზოგადი ასტროფიზიკის შესახებ ფიზიკოსებისთვის (http://www.astronet.ru/db/msg/1170612/9lec/node 3 .html).
16. Mizner C., Thorn K., Wheeler J. Gravity, ტ.2, 1977 წ.
17. მარტინოვი დ.ია. ზოგადი ასტროფიზიკის კურსი. - მ.: ნაუკა, 1988 წ.
18. არააფეთქებული სუპერნოვა: პრობლემები თეორიაში (http://www.popmech.ru/article/6444-nevzryivayushiesya-sverhnovyie).
19. Narlikar J. Furious Universe. - მ.: მირი, 1985 წ.
20. ოკუნ ლ.ბ., სელივანოვი კ.გ., თელეგდი ვ.ლ. გრავიტაცია, ფოტონები, საათები. UFN, ტ.169, No10, 1999 წ.
21. პსკოვსკი იუ.პ. ახალი და სუპერნოვა ვარსკვლავები. - მ., 1985 წელი (http://www.astronet.ru/db/msg/1201870/07).
22. Rhys M., Ruffini R., Wheeler J. შავი ხვრელები, გრავიტაციული ტალღები და კოსმოლოგია. - მ.: მირი, 1977 წ.
23. რიბკინი V.V. შავი ხვრელები და ბიოსფეროს ევოლუციის მიზანი. - ნოვოსიბირსკი, 2014, თვითგამოცემა.
24. Stacy F. დედამიწის ფიზიკა. - მ.: მირი, 1972 წ.
25. ყველაზე ცნობილმა შავმა ხვრელმა ასტრონომებს აჩვენა მაგნიტური ველი (http://lenta.ru/news/2011/03/25/magnetic/_Prited.htm).
26. Hoyle F, Wickramasingh C. კომეტები, როგორც მანქანა პანსპერმიის თეორიაში. - წიგნში: კომეტები და სიცოცხლის წარმოშობა. - მ.: მირი, 1984 წ.
27. ცვეტკოვი D.Yu. სუპერნოვა. (http://www.astronet.ru/db/msg/1175009).
28. შავი ხვრელი (https://ru.wikipedia.org/wiki/შავი ხვრელი).
29. შკლოვსკი ი.ს. ვარსკვლავები: მათი დაბადება, სიცოცხლე და სიკვდილი. - მ.: ნაუკა, 1984 წ.
30. შკლოვსკი ი.ს. თანამედროვე ასტროფიზიკის პრობლემები. - მ.: ნაუკა, 1988 წ.
31. გილფანოვი მ., ბოგდან ა. თეთრი ჯუჯების აკრეციის ზედა ზღვრული წვლილი არღვევს Ia ტიპის სუპერნოვას სიჩქარეს. – „ბუნება“, 2010 წლის 18 თებერვალი.
32. Zamaninasab M., Clausen-Brown E., Savolainen T., Tchekhovskoy A. დინამიურად მნიშვნელოვანი მაგნიტური ველები სუპერმასიური შავი ხვრელების აკრეტირების მახლობლად. - Nature 510, 126–128, (05 ივნისი 2014 წ.).

შავი ხვრელები ერთადერთი კოსმოსური სხეულებია, რომლებსაც შეუძლიათ სინათლის მიზიდვა გრავიტაციით. ისინი ასევე არიან სამყაროს უდიდესი ობიექტები. ჩვენ არ გვეცოდინება, რა ხდება მათი მოვლენის ჰორიზონტის მახლობლად (ცნობილია როგორც "უბრუნების წერტილი") უახლოეს მომავალში. ეს არის ჩვენი სამყაროს ყველაზე იდუმალი ადგილები, რომელთა შესახებ, ათწლეულების კვლევის მიუხედავად, ჯერჯერობით ძალიან ცოტაა ცნობილი. ეს სტატია შეიცავს 10 ფაქტს, რომელსაც შეიძლება ვუწოდოთ ყველაზე დამაინტრიგებელი.

შავი ხვრელები არ იწოვს მატერიას.

ბევრი ადამიანი ფიქრობს შავ ხვრელზე, როგორც ერთგვარ „კოსმოსურ მტვერსასრუტზე“, რომელიც მიმდებარე სივრცეში იზიდავს. სინამდვილეში, შავი ხვრელები ჩვეულებრივია კოსმოსური ობიექტები, რომლებსაც აქვთ განსაკუთრებით ძლიერი გრავიტაციული ველი.

იმავე ზომის შავი ხვრელი მზის ადგილას რომ აღმოცენდეს, დედამიწა შიგნით არ გაიწევს, ის იმავე ორბიტაზე ბრუნავს, როგორც დღეს. შავი ხვრელების მახლობლად მდებარე ვარსკვლავები კარგავენ მასის ნაწილს ვარსკვლავური ქარის სახით (ეს ხდება ნებისმიერი ვარსკვლავის არსებობის დროს) და შავი ხვრელები მხოლოდ ამ მატერიას შთანთქავენ.

შავი ხვრელების არსებობა იწინასწარმეტყველა კარლ შვარცშილდმა

კარლ შვარცშილდი იყო პირველი, ვინც გამოიყენა აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია „უბრუნებელი წერტილის“ არსებობის გასამართლებლად. თავად აინშტაინი არ ფიქრობდა შავ ხვრელებზე, თუმცა მისი თეორია შესაძლებელს ხდის მათი არსებობის წინასწარმეტყველებას.

შვარცშილდმა თავისი წინადადება 1915 წელს გააკეთა, სწორედ მას შემდეგ, რაც აინშტაინმა გამოაქვეყნა ფარდობითობის ზოგადი თეორია. სწორედ მაშინ გაჩნდა ტერმინი „შვარცშილდის რადიუსი“, მნიშვნელობა, რომელიც გეუბნებათ, რამდენად უნდა შეკუმშოთ ობიექტი, რომ ის შავ ხვრელად აქციოთ.

თეორიულად, ყველაფერი შეიძლება გახდეს შავი ხვრელი, საკმარისი შეკუმშვის გათვალისწინებით. რაც უფრო მკვრივია ობიექტი, მით უფრო ძლიერდება მისი გრავიტაციული ველი. მაგალითად, დედამიწა შავ ხვრელად გადაიქცევა, თუ მასა არაქისის ზომის ობიექტს ექნება.

შავ ხვრელებს შეუძლიათ ახალი სამყაროს წარმოქმნა

იდეა, რომ შავ ხვრელებს შეუძლიათ ახალი სამყაროების წარმოქმნა, აბსურდულად გამოიყურება (განსაკუთრებით, რომ ჩვენ ჯერ კიდევ არ ვართ დარწმუნებული სხვა სამყაროების არსებობაში). მიუხედავად ამისა, ასეთ თეორიებს მეცნიერები აქტიურად ავითარებენ.

ერთ-ერთი ამ თეორიის ძალიან გამარტივებული ვერსია შემდეგია. ჩვენს სამყაროს აქვს განსაკუთრებით ხელსაყრელი პირობები მასში სიცოცხლის გაჩენისთვის. რომელიმე ფიზიკური მუდმივი ოდნავ მაინც რომ შეიცვალოს, ჩვენ ამ სამყაროში არ ვიქნებოდით. შავი ხვრელების სინგულარობა უქმდება ჩვეულებრივი კანონებიფიზიკას და შეუძლია (ყოველ შემთხვევაში თეორიულად) შექმნას ახალი სამყარო, რომელიც განსხვავდება ჩვენისგან.

შავ ხვრელებს შეუძლიათ თქვენ (და ნებისმიერი რამ) გადააქციოთ სპაგეტად

შავი ხვრელები ჭიმავს ობიექტებს, რომლებიც მათთან ახლოსაა. ეს ნივთები სპაგეტის მსგავსია (არსებობს კიდეც სპეციალური ვადა- "სპაგეტიფიკაცია").

ეს გამოწვეულია გრავიტაციის მუშაობის გზით. AT ამ მომენტშითქვენი ფეხები უფრო ახლოს არის დედამიწის ცენტრთან, ვიდრე თქვენი თავი, ამიტომ ისინი უფრო ძლიერად იზიდავს. შავი ხვრელის ზედაპირზე, გრავიტაციის სხვაობა იწყებს მუშაობას თქვენს წინააღმდეგ. ფეხები უფრო და უფრო სწრაფად იზიდავს შავი ხვრელის ცენტრს, ასე რომ ზედა ნახევარისხეული მათ ვერ ახერხებს. შედეგი: სპაგეტიფიკაცია!

შავი ხვრელები დროთა განმავლობაში აორთქლდება

შავი ხვრელები არა მხოლოდ შთანთქავენ ვარსკვლავურ ქარს, არამედ აორთქლდებიან. ეს ფენომენი აღმოაჩინეს 1974 წელს და ეწოდა ჰოკინგის რადიაცია (სტივენ ჰოკინგის სახელით, რომელმაც ეს აღმოჩენა გააკეთა).

დროთა განმავლობაში შავ ხვრელს შეუძლია მთელი თავისი მასა მიმდებარე სივრცეში ამ გამოსხივებასთან ერთად და გაქრეს.

შავი ხვრელები ანელებენ დროს მათ გარშემო

რაც უფრო უახლოვდებით მოვლენის ჰორიზონტს, დრო ნელდება. იმის გასაგებად, თუ რატომ ხდება ეს, ჩვენ უნდა მივმართოთ "ტყუპის პარადოქსს". სააზროვნო ექსპერიმენტი, ხშირად გამოიყენება აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის საფუძვლების საილუსტრაციოდ.

ერთი ტყუპი ძმა დედამიწაზე რჩება, მეორე კი სინათლის სიჩქარით მოძრაობს კოსმოსში მოგზაურობისას. დედამიწაზე დაბრუნებული ტყუპი აღმოაჩენს, რომ მისი ძმა მასზე მეტად დაბერდა, რადგან სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით მოძრაობისას დრო უფრო ნელა გადის.

შავი ხვრელის მოვლენის ჰორიზონტს რომ მიუახლოვდებით, ისეთი დიდი სიჩქარით იმოძრავებთ, რომ დრო შენელდება თქვენთვის.

შავი ხვრელები ყველაზე მოწინავე ელექტროსადგურებია

შავი ხვრელები მზეზე და სხვა ვარსკვლავებზე უკეთ გამოიმუშავებენ ენერგიას. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მათ გარშემო ტრიალებს. მოვლენათა ჰორიზონტის დიდი სიჩქარით გადალახვისას შავი ხვრელის ორბიტაზე არსებული მატერია უკიდურესად თბება. მაღალი ტემპერატურა. ამას შავი სხეულის გამოსხივება ეწოდება.

შედარებისთვის, ბირთვული შერწყმის დროს მატერიის 0,7% ენერგიად გარდაიქმნება. შავ ხვრელთან მატერიის 10% ენერგიად იქცევა!

შავი ხვრელები ირგვლივ სივრცეს ანგრევს

სივრცე შეიძლება მივიჩნიოთ, როგორც დაჭიმული რეზინის ზოლი მასზე დახატული ხაზებით. თუ ნივთს თეფშზე დადებთ, ის ფორმას შეიცვლის. შავი ხვრელები ანალოგიურად მუშაობენ. მათი უკიდურესი მასა თავისკენ იზიდავს ყველაფერს, მათ შორის სინათლეს (რომლის სხივებს, ანალოგიის გაგრძელება, შეიძლება ეწოდოს ხაზები ფირფიტაზე).

შავი ხვრელები ზღუდავენ ვარსკვლავების რაოდენობას სამყაროში

ვარსკვლავები წარმოიქმნება გაზის ღრუბლებიდან. იმისათვის, რომ ვარსკვლავების ფორმირება დაიწყოს, ღრუბელი უნდა გაცივდეს.

შავი სხეულებიდან გამოსხივება ხელს უშლის გაზის ღრუბლების გაციებას და ხელს უშლის ვარსკვლავების წარმოქმნას.

თეორიულად, ნებისმიერი ობიექტი შეიძლება გახდეს შავი ხვრელი.

ერთადერთი განსხვავება ჩვენს მზესა და შავ ხვრელს შორის არის გრავიტაციის სიძლიერე. ის ბევრად უფრო ძლიერია შავი ხვრელის ცენტრში, ვიდრე ვარსკვლავის ცენტრში. თუ ჩვენი მზე შეკუმშული იქნებოდა დაახლოებით ხუთი კილომეტრის დიამეტრზე, ეს შეიძლება იყოს შავი ხვრელი.

თეორიულად, ყველაფერი შეიძლება გახდეს შავი ხვრელი. პრაქტიკაში, ჩვენ ვიცით, რომ შავი ხვრელები წარმოიქმნება მხოლოდ უზარმაზარი ვარსკვლავების კოლაფსის შედეგად, რომლებიც აჭარბებენ მზის მასას 20-30-ჯერ.

უსაზღვრო სამყარო სავსეა საიდუმლოებებით, საიდუმლოებებით და პარადოქსებით. იმისდა მიუხედავად, რომ თანამედროვე მეცნიერებამ უზარმაზარი ნახტომი გააკეთა კოსმოსის შესწავლაში, ამ უზარმაზარ სამყაროში ბევრი რამ გაუგებარია ადამიანის მსოფლმხედველობისთვის. ჩვენ ბევრი რამ ვიცით ვარსკვლავების, ნისლეულების, გროვებისა და პლანეტების შესახებ. თუმცა, სამყაროს უკიდეგანო სივრცეში არის ისეთი ობიექტები, რომელთა არსებობის შესახებ მხოლოდ გამოცნობა შეგვიძლია. მაგალითად, ჩვენ ძალიან ცოტა ვიცით შავი ხვრელების შესახებ. ძირითადი ინფორმაცია და ცოდნა შავი ხვრელების ბუნების შესახებ დაფუძნებულია ვარაუდებსა და ვარაუდებზე. ასტროფიზიკოსები და ატომის მეცნიერები ამ საკითხს ათზე მეტი წელია ებრძვიან. რა არის შავი ხვრელი სივრცეში? როგორია ასეთი ობიექტების ბუნება?

შავ ხვრელებზე საუბარი მარტივი სიტყვებით

იმისთვის, რომ წარმოვიდგინოთ, როგორ გამოიყურება შავი ხვრელი, საკმარისია გვირაბიდან გამომავალი მატარებლის კუდის დანახვა. მატარებლის გვირაბში ჩაღრმავებისას ბოლო ვაგონზე სიგნალის განათება შემცირდება ზომით, სანამ მთლიანად არ გაქრება მხედველობიდან. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს ის ობიექტებია, სადაც ურჩხული მიზიდულობის გამო სინათლეც კი ქრება. ელემენტარული ნაწილაკები, ელექტრონები, პროტონები და ფოტონები ვერ ახერხებენ უხილავი ბარიერის გადალახვას, ისინი ვარდებიან არაფრის შავ უფსკრულში, ამიტომ სივრცეში ასეთ ხვრელს შავი ეწოდა. მის შიგნით ოდნავი არ არის ნათელი ტერიტორია, მყარი სიბნელე და უსასრულობა. რა დევს შავი ხვრელის მეორე მხარეს უცნობია.

ამ კოსმოსურ მტვერსასრუტს აქვს მიზიდულობის კოლოსალური ძალა და შეუძლია შთანთქოს მთელი გალაქტიკა ყველა გროვით და ვარსკვლავების სუპერგროვებით, ნისლეულებითა და ბნელი მატერიით. Როგორ არის ეს შესაძლებელი? რჩება მხოლოდ გამოცნობა. ფიზიკის კანონები, რომლებიც ჩვენთვის ცნობილია ამ შემთხვევაში, ჭრის ნაკერებს და არ იძლევა ახსნას მიმდინარე პროცესებზე. პარადოქსის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ სამყაროს მოცემულ მონაკვეთში სხეულების გრავიტაციული ურთიერთქმედება განისაზღვრება მათი მასით. მეორის ერთი ობიექტის მიერ შეწოვის პროცესზე გავლენას არ ახდენს მათი ხარისხობრივი და რაოდენობრივი შემადგენლობა. ნაწილაკები, რომლებმაც მიაღწიეს კრიტიკულ რაოდენობას გარკვეულ არეალში, შედიან ურთიერთქმედების სხვა დონეზე, სადაც გრავიტაციული ძალები იქცევა მიზიდულობის ძალებად. სხეული, საგანი, ნივთიერება ან მატერია გრავიტაციის გავლენის ქვეშ იწყებს შეკუმშვას და აღწევს კოლოსალურ სიმკვრივეს.

დაახლოებით ასეთი პროცესები ხდება ნეიტრონული ვარსკვლავის ფორმირებისას, სადაც ვარსკვლავური მატერია შიდა სიმძიმის გავლენის ქვეშ მოცულობით შეკუმშულია. თავისუფალი ელექტრონები გაერთიანდებიან პროტონებთან და წარმოქმნიან ელექტრულად ნეიტრალურ ნაწილაკებს, რომლებსაც ნეიტრონები ეწოდება. ამ ნივთიერების სიმკვრივე უზარმაზარია. რაფინირებული შაქრის ნაჭერის ზომის მატერიის ნაწილაკი მილიარდ ტონას იწონის. აქ მიზანშეწონილია გავიხსენოთ ფარდობითობის ზოგადი თეორია, სადაც სივრცე და დრო უწყვეტი სიდიდეებია. აქედან გამომდინარე, შეკუმშვის პროცესი არ შეიძლება შეჩერდეს ნახევრად და, შესაბამისად, არ აქვს ლიმიტი.

პოტენციურად, შავი ხვრელი ჰგავს ხვრელს, რომელშიც შეიძლება მოხდეს გადასვლა სივრცის ერთი ნაწილიდან მეორეზე. ამავდროულად, თავად სივრცისა და დროის თვისებები იცვლება, იქცევა სივრცე-დროის ძაბრად. ამ ძაბრის ბოლოში მიღწევისას, ნებისმიერი მატერია კვანტად იშლება. რა არის შავი ხვრელის მეორე მხარეს, ეს გიგანტური ხვრელი? ალბათ არის სხვა სივრცე, სადაც სხვა კანონები მოქმედებს და დრო საპირისპირო მიმართულებით მიედინება.

ფარდობითობის თეორიის კონტექსტში შავი ხვრელის თეორია ასეთია. კოსმოსურ წერტილს, სადაც გრავიტაციულმა ძალებმა შეკუმშეს ნებისმიერი მატერია მიკროსკოპულ ზომებამდე, აქვს მიზიდულობის კოლოსალური ძალა, რომლის სიდიდე იზრდება უსასრულობამდე. ჩნდება დროის ნაოჭი და სივრცე მრუდია, იხურება ერთ წერტილში. შავი ხვრელის მიერ გადაყლაპული ობიექტები დამოუკიდებლად ვერ გაუძლებენ ამ ამაზრზენი მტვერსასრუტის შებრუნების ძალას. სინათლის სიჩქარეც კი, რომელსაც ფლობს კვანტები, არ აძლევს ელემენტარულ ნაწილაკებს მიზიდულობის ძალის დაძლევის საშუალებას. ნებისმიერი სხეული, რომელიც აღწევს ასეთ წერტილს, წყვეტს იყოს მატერიალური ობიექტი, რომელიც ერწყმის სივრცე-დროის ბუშტს.

შავი ხვრელები მეცნიერების თვალსაზრისით

თუ საკუთარ თავს ჰკითხავთ, როგორ წარმოიქმნება შავი ხვრელები? ერთი პასუხი არ იქნება. სამყაროში ბევრი პარადოქსი და წინააღმდეგობაა, რომელთა ახსნა შეუძლებელია მეცნიერების თვალსაზრისით. აინშტაინის ფარდობითობის თეორია ასეთი ობიექტების ბუნების მხოლოდ თეორიულ ახსნას იძლევა, მაგრამ კვანტური მექანიკა და ფიზიკა ამ შემთხვევაში დუმს.

ცდილობს ახსნას მიმდინარე პროცესები ფიზიკის კანონებით, სურათი ასე გამოიყურება. ობიექტი, რომელიც წარმოიქმნება მასიური ან სუპერმასიური კოსმოსური სხეულის კოლოსალური გრავიტაციული შეკუმშვის შედეგად. ამ პროცესს აქვს სამეცნიერო სახელი - გრავიტაციული კოლაფსი. ტერმინი "შავი ხვრელი" პირველად გამოჩნდა სამეცნიერო საზოგადოებაში 1968 წელს, როდესაც ამერიკელი ასტრონომი და ფიზიკოსი ჯონ უილერი ცდილობდა აეხსნა ვარსკვლავის კოლაფსის მდგომარეობა. მისი თეორიის თანახმად, გრავიტაციული კოლაფსი განიცადა მასიური ვარსკვლავის ადგილას, ჩნდება სივრცითი და დროითი უფსკრული, რომელშიც მოქმედებს მუდმივად მზარდი შეკუმშვა. ყველაფერი, რისგანაც ვარსკვლავი შედგებოდა, თავის შიგნით მიდის.

ასეთი ახსნა საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ შავი ხვრელების ბუნება არანაირად არ არის დაკავშირებული სამყაროში მიმდინარე პროცესებთან. ყველაფერი, რაც ხდება ამ ობიექტის შიგნით, არანაირად არ მოქმედებს მიმდებარე სივრცეზე ერთი „მაგრამ“. შავი ხვრელის გრავიტაციული ძალა იმდენად ძლიერია, რომ ის ფარავს სივრცეს, რაც იწვევს გალაქტიკების ბრუნვას შავი ხვრელების გარშემო. შესაბამისად, ნათელი ხდება მიზეზი, თუ რატომ იღებენ გალაქტიკებს სპირალის ფორმა. რამდენი დრო დასჭირდება უზარმაზარი გალაქტიკაირმის ნახტომი სუპერმასიური შავი ხვრელის უფსკრულში გაუჩინარდა უცნობია. საინტერესო ფაქტია, რომ შავი ხვრელები შეიძლება გამოჩნდნენ კოსმოსის ნებისმიერ წერტილში, სადაც ისინი ამისთვის არიან შექმნილი. იდეალური პირობები. დროისა და სივრცის ასეთი ნაოჭი ასწორებს უზარმაზარ სიჩქარეს, რომლითაც ვარსკვლავები ბრუნავენ და მოძრაობენ გალაქტიკის სივრცეში. დრო შავ ხვრელში სხვა განზომილებაში მიედინება. ამ რეგიონში, გრავიტაციის კანონების ინტერპრეტაცია არ შეიძლება ფიზიკის თვალსაზრისით. ამ მდგომარეობას შავი ხვრელის სინგულარობა ეწოდება.

შავი ხვრელები არ აჩვენებენ რაიმე გარე იდენტიფიკაციის ნიშნებს, მათი არსებობის შეფასება შეიძლება სხვების ქცევით კოსმოსური ობიექტებირომ დაზარალდნენ გრავიტაციული ველები. სიცოცხლისა და სიკვდილისთვის ბრძოლის მთელი სურათი მიმდინარეობს შავი ხვრელის საზღვარზე, რომელიც დაფარულია გარსით. ძაბრის ამ წარმოსახვით ზედაპირს „მოვლენის ჰორიზონტს“ უწოდებენ. ყველაფერი, რასაც ამ ზღვარამდე ვხედავთ, ხელშესახები და მატერიალურია.

შავი ხვრელების ფორმირების სცენარები

ჯონ უილერის თეორიის შემუშავებით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ შავი ხვრელების საიდუმლო არ არის მისი ფორმირების პროცესში. შავი ხვრელის წარმოქმნა ხდება ნეიტრონული ვარსკვლავის კოლაფსის შედეგად. უფრო მეტიც, ასეთი ობიექტის მასა უნდა აღემატებოდეს მზის მასას სამჯერ ან მეტჯერ. ნეიტრონული ვარსკვლავი იკუმშება მანამ, სანამ საკუთარი შუქი ვეღარ შეძლებს თავის დაღწევას გრავიტაციის მჭიდრო ხელთ. არსებობს ზღვარი იმ ზომამდე, რომლითაც ვარსკვლავს შეუძლია შემცირდეს შავი ხვრელის წარმოშობისთვის. ამ რადიუსს ე.წ გრავიტაციული რადიუსი. განვითარების ბოლო ეტაპზე მასიურ ვარსკვლავებს უნდა ჰქონდეთ გრავიტაციული რადიუსი რამდენიმე კილომეტრი.

დღეს მეცნიერებმა მიიღეს არაპირდაპირი მტკიცებულება შავი ხვრელების არსებობის შესახებ ათეულ რენტგენზე. ორმაგი ვარსკვლავები. რენტგენის ვარსკვლავს, პულსარს ან ბურსტერს არ აქვს მყარი ზედაპირი. უფრო მეტიც, მათი მასა მეტი მასასამი მზე. კოსმოსის ამჟამინდელი მდგომარეობა თანავარსკვლავედში Cygnus, რენტგენის ვარსკვლავი Cygnus X-1, შესაძლებელს ხდის ამ ცნობისმოყვარე ობიექტების ფორმირების კვალს.

კვლევისა და თეორიული ვარაუდების საფუძველზე, დღეს მეცნიერებაში შავი ვარსკვლავების ფორმირების ოთხი სცენარი არსებობს:

• მასიური ვარსკვლავის გრავიტაციული კოლაფსი დასკვნითი ეტაპიმისი ევოლუცია;
• გალაქტიკის ცენტრალური რეგიონის კოლაფსი;
• შავი ხვრელის ფორმირება მიმდინარეობს დიდი აფეთქება;
• კვანტური შავი ხვრელების წარმოქმნა.

პირველი სცენარი ყველაზე რეალისტურია, მაგრამ შავი ვარსკვლავების რაოდენობა, რომლებსაც ჩვენ დღეს ვიცნობთ, აღემატება ცნობილ ნეიტრონულ ვარსკვლავთა რაოდენობას. და სამყაროს ასაკი არც ისე დიდია, რომ ასეთი რიცხვი მასიური ვარსკვლავებიშეეძლო ევოლუციის სრული პროცესის გავლა.

მეორე სცენარს აქვს სიცოცხლის უფლება და ამის ნათელი მაგალითია - სუპერმასიური შავი ხვრელი Sagittarius A*, რომელიც ჩვენი გალაქტიკის ცენტრშია თავშეფარებული. ამ ობიექტის მასა 3,7 მზის მასაა. ამ სცენარის მექანიზმი გრავიტაციული კოლაფსის სცენარის მსგავსია, ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ ვარსკვლავი კი არ განიცდის კოლაფსს, არამედ ვარსკვლავთშორისი გაზი. გრავიტაციული ძალების გავლენით გაზი შეკუმშულია კრიტიკულ მასამდე და სიმკვრივემდე. კრიტიკულ მომენტში მატერია იშლება კვანტებად და ქმნის შავ ხვრელს. თუმცა, ეს თეორია საეჭვოა, რადგან კოლუმბიის უნივერსიტეტის ასტრონომებმა ახლახან აღმოაჩინეს Sagittarius A* შავი ხვრელის თანამგზავრები. ისინი აღმოჩნდა ბევრი პატარა შავი ხვრელი, რომლებიც, ალბათ, სხვაგვარად ჩამოყალიბდნენ.

მესამე სცენარი უფრო თეორიულია და დაკავშირებულია დიდი აფეთქების თეორიის არსებობასთან. სამყაროს ფორმირების დროს მატერიის ნაწილი და გრავიტაციული ველები მერყეობდა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, პროცესებმა სხვა გზა აიღეს, რაც არ იყო დაკავშირებული ცნობილი პროცესები კვანტური მექანიკადა ბირთვული ფიზიკა.

ბოლო სცენარი ორიენტირებულია ბირთვული აფეთქების ფიზიკაზე. მატერიის გროვებში, ბირთვული რეაქციების პროცესში, გრავიტაციული ძალების გავლენის ქვეშ, ხდება აფეთქება, რომლის ადგილას წარმოიქმნება შავი ხვრელი. მატერია ფეთქდება შიგნით, შთანთქავს ყველა ნაწილაკს.

შავი ხვრელების არსებობა და ევოლუცია

ასეთი უცნაური კოსმოსური ობიექტების ბუნების შესახებ უხეში წარმოდგენა, საინტერესოა კიდევ რაღაც. რა არის შავი ხვრელების ნამდვილი ზომები, რამდენად სწრაფად იზრდებიან ისინი? შავი ხვრელების ზომები განისაზღვრება მათი გრავიტაციული რადიუსით. შავი ხვრელებისთვის შავი ხვრელის რადიუსი განისაზღვრება მისი მასით და ეწოდება შვარცშილდის რადიუსი. მაგალითად, თუ საგანს აქვს მასა თანაბარი მასაჩვენი პლანეტის, მაშინ შვარცშილდის რადიუსი ამ შემთხვევაში არის 9 მმ. ჩვენს მთავარ სანათს აქვს 3 კმ რადიუსი. საშუალო სიმკვრივე 10⁸ მზის მასის მქონე ვარსკვლავის ადგილას წარმოქმნილი შავი ხვრელი წყლის სიმკვრივესთან ახლოს იქნება. ასეთი წარმონაქმნის რადიუსი იქნება 300 მილიონი კილომეტრი.

სავარაუდოა, რომ ასეთი გიგანტური შავი ხვრელები განლაგებულია გალაქტიკების ცენტრში. დღეისათვის ცნობილია 50 გალაქტიკა, რომელთა ცენტრში არის უზარმაზარი დროისა და სივრცის ჭაბურღილები. ასეთი გიგანტების მასა არის მილიარდობით მზის მასა. შეიძლება მხოლოდ წარმოიდგინოთ, რა მიზიდულობის კოლოსალური და ამაზრზენი ძალა აქვს ასეთ ხვრელს.

რაც შეეხება პატარა ხვრელებს, ეს არის მინი-ობიექტები, რომელთა რადიუსი აღწევს უმნიშვნელო მნიშვნელობებს, მხოლოდ 10¯¹² სმ. ასეთი ნამსხვრევის მასა არის 1014 გ. ასეთი წარმონაქმნები წარმოიქმნა დიდი აფეთქების დროს, მაგრამ დროთა განმავლობაში მათი ზომა გაიზარდა და დღეს ისინი კოსმოსში მონსტრების სახით ფანტავენ. პირობები, რომლებშიც მოხდა პატარა შავი ხვრელების წარმოქმნა, დღეს მეცნიერები ცდილობენ ხელახლა შექმნან ხმელეთის პირობებში. ამ მიზნებისათვის ტარდება ექსპერიმენტები ელექტრონების კოლაიდერებში, რომლის მეშვეობითაც ელემენტარული ნაწილაკები აჩქარდებიან სინათლის სიჩქარემდე. პირველმა ექსპერიმენტებმა შესაძლებელი გახადა კვარკ-გლუონის პლაზმის მიღება ლაბორატორიულ პირობებში - მატერია, რომელიც არსებობდა სამყაროს ფორმირების გარიჟრაჟზე. ასეთი ექსპერიმენტები საშუალებას გვაძლევს ვიმედოვნებთ, რომ დედამიწაზე შავი ხვრელი დროის საკითხია. სხვა საქმეა, გადაიქცევა თუ არა კაცობრიობის მეცნიერების ასეთი მიღწევა კატასტროფაში ჩვენთვის და ჩვენი პლანეტისთვის. შავი ხვრელის ხელოვნურად შექმნით ჩვენ შეგვიძლია გავხსნათ პანდორას ყუთი.

სხვა გალაქტიკებზე ბოლოდროინდელმა დაკვირვებებმა მეცნიერებს საშუალება მისცა აღმოეჩინათ შავი ხვრელები, რომელთა ზომები აღემატება ყველა წარმოდგენას მოლოდინს და ვარაუდს. ევოლუცია, რომელიც ხდება ასეთ ობიექტებთან, შესაძლებელს ხდის უკეთ გავიგოთ, რატომ იზრდება შავი ხვრელების მასა, რა არის მისი რეალური ზღვარი. მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ყველა ცნობილი შავი ხვრელი მათამდე გაიზარდა რეალური ზომები 13-14 მილიარდი წლის განმავლობაში. ზომებში განსხვავება განპირობებულია მიმდებარე სივრცის სიმკვრივით. თუ შავ ხვრელს აქვს საკმარისი საკვები მიზიდულობის ძალებთან, ის იზრდება ნახტომებით და აღწევს ასობით და ათასობით მზის მასას. აქედან გამომდინარეობს გალაქტიკების ცენტრში მდებარე ასეთი ობიექტების გიგანტური ზომა. ვარსკვლავთა მასიური გროვა, ვარსკვლავთშორისი გაზის უზარმაზარი მასები ზრდის უხვი საკვებია. როდესაც გალაქტიკები შერწყმულია, შავი ხვრელები შეიძლება გაერთიანდნენ და წარმოქმნან ახალი სუპერმასიური ობიექტი.

ანალიზის მიხედვით ევოლუციური პროცესებიჩვეულებრივია განასხვავოთ შავი ხვრელების ორი კლასი:

• მზის მასის 10-ჯერ მეტი მასის მქონე ობიექტები;
• მასიური ობიექტები, რომელთა მასა ასობით ათასი, მილიარდობით მზის მასაა.

არის შავი ხვრელები, რომელთა საშუალო საშუალო მასა უდრის 100-10 ათას მზის მასას, მაგრამ მათი ბუნება ჯერ კიდევ უცნობია. თითო გალაქტიკაში დაახლოებით ერთი ასეთი ობიექტია. რენტგენის ვარსკვლავების შესწავლამ შესაძლებელი გახადა M82 გალაქტიკაში 12 მილიონი სინათლის წლის მანძილზე ორი საშუალო შავი ხვრელის პოვნა. ერთი ობიექტის მასა მერყეობს 200-800 მზის მასის დიაპაზონში. კიდევ ერთი ობიექტი გაცილებით დიდია და მასა 10-40 ათასი მზის მასაა. საინტერესოა ასეთი ობიექტების ბედი. ისინი განლაგებულია ვარსკვლავური გროვების მახლობლად და თანდათან იზიდავს სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომელიც მდებარეობს გალაქტიკის ცენტრალურ ნაწილში.

ჩვენი პლანეტა და შავი ხვრელები

შავი ხვრელების ბუნების შესახებ მინიშნებების ძიების მიუხედავად, სამეცნიერო სამყაროწუხს შავი ხვრელის ადგილისა და როლის შესახებ ირმის ნახტომის გალაქტიკის და, კერძოდ, პლანეტა დედამიწის ბედში. დროისა და სივრცის ნაოჭი, რომელიც არსებობს ირმის ნახტომის ცენტრში, თანდათან შთანთქავს გარშემო არსებულ ყველა ობიექტს. მილიონობით ვარსკვლავი და ტრილიონობით ტონა ვარსკვლავთშორისი გაზი უკვე შეიწოვება შავ ხვრელში. დროთა განმავლობაში, შემობრუნება მიაღწევს ციგნოსისა და მშვილდოსნის მკლავებს, რომლებშიც მზის სისტემა მდებარეობს, რომელმაც გაიარა მანძილი 27 ათასი სინათლის წლის მანძილზე.

სხვა უახლოესი სუპერმასიური შავი ხვრელი ანდრომედას გალაქტიკის ცენტრალურ ნაწილშია. ეს ჩვენგან დაახლოებით 2,5 მილიონი სინათლის წლისაა. ალბათ, სანამ ჩვენი ობიექტი მშვილდოსანი A * შთანთქავს საკუთარ გალაქტიკას, უნდა ველოდოთ ორი მეზობელი გალაქტიკის შერწყმას. შესაბამისად, მოხდება ორი სუპერმასიური შავი ხვრელის შერწყმა ერთში, საშინელი და ამაზრზენი ზომით.

სრულიად განსხვავებული საკითხია პატარა შავი ხვრელები. პლანეტა დედამიწის შთანთქმისთვის საკმარისია შავი ხვრელი ორი სანტიმეტრის რადიუსით. პრობლემა ის არის, რომ ბუნებით შავი ხვრელი სრულიად უსახო ობიექტია. არ მოდის რადიაცია ან რადიაცია მისი საშვილოსნოდან, ამიტომ შეამჩნია ასეთი იდუმალი ობიექტისაკმარისად მძიმე. მხოლოდ ახლო მანძილიდან შეიძლება გამოვლინდეს ფონის სინათლის გამრუდება, რაც მიუთითებს, რომ სამყაროს ამ რეგიონში სივრცეში არის ხვრელი.

დღემდე მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ დედამიწასთან უახლოესი შავი ხვრელი არის V616 Monocerotis. მონსტრი ჩვენი სისტემიდან 3000 სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს. ზომით ეს დიდი წარმონაქმნია, მისი მასა 9-13 მზის მასაა. კიდევ ერთი ახლომდებარე ობიექტი, რომელიც საფრთხეს უქმნის ჩვენს სამყაროს, არის შავი ხვრელი Gygnus X-1. ამ ურჩხულთან ჩვენ გვაშორებს 6000 სინათლის წლის მანძილი. ჩვენს სამეზობლოში გამოვლენილი შავი ხვრელები ნაწილია ბინარული სისტემა, ე.ი. არსებობს ვარსკვლავის სიახლოვეს, რომელიც კვებავს დაუოკებელ საგანს.

დასკვნა

სივრცეში ისეთი იდუმალი და იდუმალი ობიექტების არსებობა, როგორიცაა შავი ხვრელები, რა თქმა უნდა, გვაიძულებს ვიყოთ ფხიზლად. თუმცა, ყველაფერი, რაც შავ ხვრელებს ემართებათ, საკმაოდ იშვიათად ხდება, სამყაროს ასაკისა და უზარმაზარი დისტანციების გათვალისწინებით. 4,5 მილიარდი წლის განმავლობაში, მზის სისტემა ისვენებდა, არსებობდა ჩვენთვის ცნობილი კანონების მიხედვით. ამ დროის განმავლობაში, არაფერი მსგავსი, სივრცის დამახინჯება, დროის ნაკეცები ახლოს მზის სისტემაარ გამოჩენილა. ალბათ, ამისთვის შესაფერისი პირობები არ არსებობს. ირმის ნახტომის ის ნაწილი, რომელშიც მზის ვარსკვლავური სისტემა მდებარეობს, სივრცის მშვიდი და სტაბილური მონაკვეთია.

მეცნიერები აღიარებენ აზრს, რომ შავი ხვრელების გამოჩენა შემთხვევითი არ არის. ასეთი ობიექტები სამყაროში მოწესრიგებულების როლს ასრულებენ, ანადგურებენ კოსმოსური სხეულების სიჭარბეს. რაც შეეხება თავად მონსტრების ბედს, მათი ევოლუცია ჯერ ბოლომდე შესწავლილი არ არის. არსებობს ვერსია, რომ შავი ხვრელები არ არიან მარადიული და გარკვეულ ეტაპზე შესაძლოა არსებობა შეწყვიტონ. აღარავისთვის არ არის საიდუმლო, რომ ასეთი ობიექტები ენერგიის ყველაზე ძლიერი წყაროა. რა სახის ენერგიაა და როგორ იზომება, ეს სხვა საკითხია.

სტივენ ჰოკინგის ძალისხმევით მეცნიერებას წარუდგინეს თეორია, რომ შავი ხვრელი კვლავ ასხივებს ენერგიას და კარგავს თავის მასას. თავის ვარაუდებში მეცნიერი ხელმძღვანელობდა ფარდობითობის თეორიით, სადაც ყველა პროცესი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული. არაფერი უბრალოდ არ ქრება სხვაგან გამოჩენის გარეშე. ნებისმიერი მატერია შეიძლება გარდაიქმნას სხვა ნივთიერებად, ხოლო ერთი ტიპის ენერგია გადადის სხვა ენერგეტიკულ დონეზე. ეს შეიძლება იყოს შავი ხვრელების შემთხვევაში, რომლებიც არის გარდამავალი პორტალი ერთი მდგომარეობიდან მეორეში.

თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები - დატოვეთ ისინი სტატიის ქვემოთ მოცემულ კომენტარებში. ჩვენ ან ჩვენი სტუმრები სიამოვნებით გიპასუხებთ მათ.

მასიური შავი ხვრელისპირალური გალაქტიკის ცენტრში. კრედიტი და საავტორო უფლება: NASA.

გინდა გაიგო რამე მაგარი? ირმის ნახტომის ცენტრში არის უზარმაზარი შავი ხვრელი. და არა მხოლოდ უზარმაზარი შავი ხვრელი, არამედ სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომლის მასა 4,1 მილიონჯერ აღემატება მზის მასას.

ის დედამიწიდან სულ რაღაც 26000 სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს, სწორედ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში, თანავარსკვლავედის მშვილდოსნისკენ. და, როგორც ვიცით, ის იშლება და შთანთქავს არა მხოლოდ ვარსკვლავებს, არამედ მთელ ვარსკვლავურ სისტემებს, რომლებიც უახლოვდებიან მას, რითაც ზრდის მის მასას.

მოიცადე, ეს სულაც არ ჟღერს, უფრო საშინლად ჟღერს. მართალია?

არ ინერვიულო! თქვენ ნამდვილად არაფერი გაქვთ სანერვიულო, თუ არ აპირებთ რამდენიმე ათასი მილიონი წლის ცხოვრებას, როგორც მე გავაკეთე ჩემი ცნობიერების ვირტუალურ რეალობაში გადატანის წყალობით.

გადაყლაპავს თუ არა ეს შავი ხვრელი ირმის ნახტომს?

სუპერმასიური შავი ხვრელის (SMBH) აღმოჩენა ირმის ნახტომის ცენტრში, ისევე როგორც SMBH-ების აღმოჩენა თითქმის ყველა სხვა გალაქტიკაში, ჩემი ერთ-ერთი საყვარელი აღმოჩენაა ასტრონომიაში. ეს არის ერთ-ერთი იმ აღმოჩენათაგანი, რომელიც ზოგიერთ კითხვაზე პასუხებთან ერთად სხვა კითხვებს ბადებს.

ჯერ კიდევ 1970-იან წლებში ასტრონომებმა ბრიუს ბალიკმა და რობერტ ბრაუნმა აღმოაჩინეს რადიო გამოსხივების ინტენსიური წყარო, რომელიც მოდის ირმის ნახტომის ცენტრიდან, თანავარსკვლავედი მშვილდოსნიდან.

მათ დანიშნეს ეს წყარო Sgr A*. ვარსკვლავი ნიშნავს "ამაღელვებელს". შენ გგონია რომ ვხუმრობ, მაგრამ არა. ამჯერად არ ვხუმრობ.

2002 წელს, ასტრონომებმა აღმოაჩინეს, რომ ვარსკვლავები ამ ობიექტს უაღრესად წაგრძელებულ ორბიტებზე მიდიოდნენ, როგორც კომეტები მზის გარშემო. წარმოიდგინეთ ჩვენი მზის მასა. საჭიროება კოლოსალური ძალაგააფართოვოს იგი!

მასიური შავი ხვრელი, როგორც ეს მხატვარს წარმოუდგენია. კრედიტი და საავტორო უფლება: Alain Riazuelo / CC BY-SA 2.5.

მხოლოდ შავ ხვრელებს შეუძლიათ ამის გაკეთება და ჩვენს შემთხვევაში ეს შავი ხვრელი მილიონჯერ უფრო მასიურია ვიდრე ჩვენი მზე - ეს სუპერმასიური შავი ხვრელია. ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში SMBH-ების აღმოჩენით, ასტრონომები მიხვდნენ, რომ შავი ხვრელები ყველა გალაქტიკის ცენტრშია. ამავდროულად, სუპერმასიური შავი ხვრელების აღმოჩენამ ხელი შეუწყო ასტრონომიის ერთ-ერთ მთავარ კითხვას: რა არის კვაზარი?

გამოდის, რომ კვაზარები და სუპერმასიური შავი ხვრელები ერთი და იგივეა. კვაზარები იგივე შავი ხვრელებია, მხოლოდ მათ გარშემო მბრუნავი აკრეციული დისკიდან მასალის აქტიურად შთანთქმის პროცესში. მაგრამ ჩვენ საფრთხეში ვართ?

მოკლევადიან პერსპექტივაში არა. შავი ხვრელი ირმის ნახტომის ცენტრში 26000 სინათლის წლითაა დაშორებული და მაშინაც კი, თუ ის კვაზარად გადაიქცევა და ვარსკვლავების გადაყლაპვას დაიწყებს, ჩვენ მას დიდი ხნის განმავლობაში ვერ შევამჩნევთ.

შავი ხვრელი არის უზარმაზარი მასის ობიექტი, რომელიც იკავებს სივრცის მცირე ნაწილს. გარდა ამისა, თუ მზეს ზუსტად იგივე მასის შავი ხვრელი ჩაანაცვლებთ, მაშინ არაფერი შეიცვლება. ვგულისხმობ იმას, რომ დედამიწა გააგრძელებს თავის მოძრაობას იმავე ორბიტაზე მილიარდობით წლის განმავლობაში, მხოლოდ შავი ხვრელის გარშემო.

იგივე ეხება შავ ხვრელს ირმის ნახტომის ცენტრში. ის არ იწოვს მასალას, როგორც მტვერსასრუტი, ის მხოლოდ ერთგვარი გრავიტაციული სამაგრის როლს ასრულებს მის ირგვლივ მოძრავი ვარსკვლავების ჯგუფისთვის.

უძველესი კვაზარი მხატვრის წარმოდგენაში. კრედიტი და საავტორო უფლება: NASA.

იმისათვის, რომ შავმა ხვრელმა გადაყლაპოს ვარსკვლავი, ეს უკანასკნელი შავი ხვრელის მიმართულებით უნდა მოძრაობდეს. მან უნდა გადაკვეთოს მოვლენათა ჰორიზონტი, რომელიც ჩვენს შემთხვევაში მზის დიამეტრზე დაახლოებით 17-ჯერ აღემატება. თუ ვარსკვლავი უახლოვდება მოვლენის ჰორიზონტს, მაგრამ არ გადაკვეთს მას, მაშინ ის დიდი ალბათობით დაიშლება. თუმცა, ეს ხდება ძალიან იშვიათად.

პრობლემები იწყება მაშინ, როდესაც ეს ვარსკვლავები ურთიერთობენ ერთმანეთთან, რაც იწვევს მათ ორბიტების შეცვლას. ვარსკვლავი, რომელიც ბედნიერად ცხოვრობს თავის ორბიტაზე მილიარდობით წლის განმავლობაში, შეიძლება შეაწუხოს სხვა ვარსკვლავმა და გადააგდოს მისი ორბიტიდან. მაგრამ ეს ხშირად არ ხდება, განსაკუთრებით იმ გალაქტიკურ „გარეუბანში“, რომელშიც ჩვენ ვართ.

გრძელვადიან პერსპექტივაში მთავარი საფრთხე ირმის ნახტომისა და ანდრომედას შეჯახებაშია. ეს მოხდება დაახლოებით 4 მილიარდ წელიწადში, რის შედეგადაც გამოჩნდება ახალი გალაქტიკა, რომელსაც შეიძლება ეწოდოს Mlecomed. მოულოდნელად ბევრი ახალი ურთიერთდაკავშირებული ვარსკვლავი იქნება. ამავე დროს, ვარსკვლავები, რომლებიც ადრე უსაფრთხოდ იყვნენ, დაიწყებენ თავიანთი ორბიტების შეცვლას. გარდა ამისა, გალაქტიკაში მეორე შავი ხვრელი გამოჩნდება. ანდრომედას შავი ხვრელი შეიძლება იყოს 100 მილიონი ჯერ უფრო მასიური ვიდრე ჩვენი მზე, ამიტომ ის საკმაოდ დიდი სამიზნეა ვარსკვლავების დასაღუპავად.

შთანთქავს თუ არა შავი ხვრელი ჩვენს გალაქტიკას?

მომდევნო რამდენიმე მილიარდი წლის განმავლობაში, უფრო და უფრო მეტი გალაქტიკა შეეჯახება ირმის დათვს, რაც გამოიწვევს განადგურებას და განადგურებას. რა თქმა უნდა, მზე მოკვდება დაახლოებით 5 მილიარდ წელიწადში, ამიტომ ეს მომავალი ჩვენი პრობლემა არ იქნება. კარგი, ჩემი მარადიული ვირტუალური ცნობიერებით, ეს მაინც ჩემი პრობლემა იქნება.

მას შემდეგ, რაც მლეკომედი გადაყლაპავს ყველა ახლომდებარე გალაქტიკას, ვარსკვლავებს უბრალოდ დაუთვლელი დრო ექნებათ, რომლის დროსაც ისინი ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. ზოგიერთ მათგანს გალაქტიკიდან გადმოაგდებენ, ზოგს კი შავ ხვრელში გადააგდებენ.

მაგრამ ბევრი სხვა იქნება სრულიად უსაფრთხო და დაელოდება იმ დროს, როდესაც სუპერმასიური შავი ხვრელი უბრალოდ აორთქლდება.

ამრიგად, შავი ხვრელი ირმის ნახტომის ცენტრში არის სრულიად და აბსოლუტურად უსაფრთხო. მზის სიცოცხლის დარჩენილი პერიოდის განმავლობაში ის არ იმოქმედებს ჩვენთან ზემოთ ჩამოთვლილი რომელიმე გზით, ან არ მოიხმარს წელიწადში რამდენიმე ვარსკვლავზე მეტს.