V vesolju se dogaja veliko neverjetnih stvari, zaradi katerih se pojavijo nove zvezde, stare izginejo in nastanejo črne luknje. Eden od veličastnih in skrivnostnih pojavov je gravitacijski kolaps, ki konča evolucijo zvezd.
Evolucija zvezde je cikel sprememb, skozi katere gre zvezda v času svojega obstoja (milijone ali milijarde let). Ko se vodik v njem konča in se spremeni v helij, nastane helijevo jedro, sam vesoljski objekt pa se začne spreminjati v rdečega velikana - zvezdo poznih spektralnih razredov, ki ima visoko svetilnost. Njihova masa je lahko 70-krat večja od mase Sonca. Zelo svetle supergigante imenujemo hipergiganti. Poleg visoke svetlosti jih odlikuje kratka doba obstoja.
Bistvo kolapsa
Ta pojav velja za končno točko evolucije zvezd, katerih teža je več kot tri sončne mase (teža Sonca). Ta vrednost se uporablja v astronomiji in fiziki za določanje teže drugih vesoljskih teles. Do kolapsa pride, ko gravitacijske sile povzročijo, da se ogromna kozmična telesa z velikimi masami zelo hitro zrušijo.
Zvezde, ki tehtajo več kot tri sončne masedovolj materiala za dolgotrajne termonuklearne reakcije. Ko se snov konča, se ustavi tudi termonuklearna reakcija in zvezde prenehajo biti mehansko stabilne. To vodi v dejstvo, da se začnejo krčiti proti središču z nadzvočno hitrostjo.
nevtronske zvezde
Ko se zvezde skrčijo, povzroči nastanek notranjega pritiska. Če postane dovolj močna, da ustavi gravitacijsko krčenje, se pojavi nevtronska zvezda.
Takšno kozmično telo ima preprosto strukturo. Zvezda je sestavljena iz jedra, ki je prekrito s skorjo, ki pa je sestavljena iz elektronov in atomskih jeder. Približno 1 km debel je relativno tanek v primerjavi z drugimi telesi, ki jih najdemo v vesolju.
Teža nevtronskih zvezd je enaka teži Sonca. Razlika med njimi je, da je njihov polmer majhen - ne več kot 20 km. Znotraj njih atomska jedra medsebojno delujejo in tako tvorijo jedrsko snov. To je pritisk z njene strani, ki ne dovoli, da bi se nevtronska zvezda še bolj skrčila. Ta vrsta zvezde ima zelo visoko hitrost vrtenja. V eni sekundi so sposobni narediti na stotine obratov. Proces rojstva se začne z eksplozijo supernove, ki se zgodi med gravitacijskim kolapsom zvezde.
Supernove
Eksplozija supernove je pojav ostre spremembe v svetlosti zvezde. Nato začne zvezda počasi in postopoma ugašati. Tako se konča zadnja faza gravitacijekolaps. Celotno kataklizmo spremlja sproščanje velike količine energije.
Upoštevati je treba, da lahko prebivalci Zemlje ta pojav vidijo šele po dejstvu. Svetloba doseže naš planet dolgo po izbruhu. To je povzročilo težave pri določanju narave supernov.
hlajenje nevtronske zvezde
Po koncu gravitacijskega krčenja, ki je oblikovalo nevtronsko zvezdo, je njena temperatura zelo visoka (veliko višja od temperature Sonca). Zvezda se ohlaja zaradi hlajenja nevtrinov.
V nekaj minutah lahko njihova temperatura pade 100-krat. V naslednjih sto letih - še 10-krat. Ko se svetilnost zvezde zmanjša, se proces njenega hlajenja znatno upočasni.
Oppenheimer-Volkov limit
Po eni strani ta indikator prikazuje največjo možno težo nevtronske zvezde, pri kateri se gravitacija kompenzira z nevtronskim plinom. To preprečuje, da bi se gravitacijski kolaps končal v črni luknji. Po drugi strani pa je tako imenovana meja Oppenheimer-Volkova tudi spodnja meja teže črne luknje, ki je nastala med evolucijo zvezde.
Zaradi številnih netočnosti je težko določiti natančno vrednost tega parametra. Vendar se domneva, da je v območju od 2,5 do 3 sončne mase. Trenutno znanstveniki trdijo, da je najtežja nevtronska zvezdaje J0348+0432. Njegova teža je več kot dve sončni masi. Teža najlažje črne luknje je 5-10 sončnih mas. Astrofiziki trdijo, da so ti podatki eksperimentalni in zadevajo le trenutno znane nevtronske zvezde in črne luknje ter nakazujejo možnost obstoja bolj masivnih.
Črne luknje
Črna luknja je eden najbolj neverjetnih pojavov, ki jih lahko najdemo v vesolju. To je območje prostora-časa, kjer gravitacijska sila ne dovoli, da bi iz njega pobegnili nobeni predmeti. Tudi telesa, ki se lahko gibljejo s svetlobno hitrostjo (vključno s kvanti same svetlobe), je ne morejo zapustiti. Do leta 1967 so se črne luknje imenovale "zamrznjene zvezde", "kolapserji" in "zrušene zvezde".
Črna luknja ima nasprotje. Imenuje se bela luknja. Kot veste, je nemogoče priti iz črne luknje. Kar se tiče belcev, jih ni mogoče prodreti.
Poleg gravitacijskega kolapsa je lahko razlog za nastanek črne luknje kolaps v središču galaksije ali protogalaktičnega očesa. Obstaja tudi teorija, da so se črne luknje pojavile kot posledica velikega poka, kot je naš planet. Znanstveniki jih imenujejo primarni.
V naši galaksiji je ena črna luknja, ki je po mnenju astrofizikov nastala zaradi gravitacijskega kolapsa supermasivnih objektov. Znanstveniki trdijo, da takšne luknje tvorijo jedro mnogih galaksij.
Astronomi v Združenih državah kažejo, da je velikost velikih črnih lukenj morda bistveno podcenjena. Njihove domneve temeljijo na dejstvu, da mora biti masa črne luknje v središču galaksije M87, da dosežejo hitrost, s katero se premikajo skozi galaksijo M87, ki se nahaja 50 milijonov svetlobnih let od našega planeta vsaj 6,5 milijarde sončnih mas. Trenutno je splošno sprejeto, da je teža največje črne luknje 3 milijarde sončnih mas, torej več kot polovico manj.
Sinteza črne luknje
Obstaja teorija, da se ti predmeti lahko pojavijo kot posledica jedrskih reakcij. Znanstveniki so jim dali ime kvantna črna darila. Njihov najmanjši premer je 10-18 m, najmanjša masa pa 10-5 g.
Veliki hadronski trkalnik je bil zgrajen za sintezo mikroskopskih črnih lukenj. Domnevalo se je, da bo z njegovo pomočjo mogoče ne le sintetizirati črno luknjo, ampak tudi simulirati Veliki pok, kar bi omogočilo poustvarjanje procesa nastajanja številnih vesoljskih objektov, vključno s planetom Zemlja. Vendar pa poskus ni uspel, ker ni bilo dovolj energije za ustvarjanje črnih lukenj.
