Ғарышта көптеген таңғажайып оқиғалар орын алады, соның нәтижесінде жаңа жұлдыздар пайда болып, ескілері жойылып, қара тесіктер пайда болады. Керемет және жұмбақ құбылыстардың бірі - жұлдыздардың эволюциясын тоқтататын гравитациялық коллапс.
Жұлдыз эволюциясы – жұлдыз өмір сүру кезінде (миллиондаған немесе миллиардтаған жылдар) өтетін өзгерістер циклі. Ондағы сутегі аяқталып, гелийге айналғанда, гелий өзегі пайда болады, ал ғарыш объектісінің өзі қызыл алыпқа - жарықтылығы жоғары кеш спектрлік кластардың жұлдызына айнала бастайды. Олардың массасы Күннің массасынан 70 есе көп болуы мүмкін. Өте жарқын супергиганттар гипергиганттар деп аталады. Жоғары жарықтықтан басқа, олар қысқа мерзімді өмір сүруімен ерекшеленеді.
Құлаудың мәні
Бұл құбылыс салмағы үш күн массасынан (Күннің салмағы) асатын жұлдыздар эволюциясының соңғы нүктесі болып саналады. Бұл шама астрономия мен физикада басқа ғарыш денелерінің салмағын анықтау үшін қолданылады. Гравитациялық күштер үлкен массасы бар үлкен ғарыштық денелерді өте жылдам құлатқанда, коллапс орын алады.
Массасы үш күн массасынан асатын жұлдыздар барұзақ мерзімді термоядролық реакциялар үшін жеткілікті материал. Зат біткен кезде термоядролық реакция да тоқтайды, ал жұлдыздар механикалық тұрақтылығын тоқтатады. Бұл олардың орталыққа қарай дыбыстан жоғары жылдамдықпен кішірейе бастауына әкеледі.
Нейтрондық жұлдыздар
Жұлдыздар жиырылғанда ішкі қысым күшейеді. Егер ол гравитациялық жиырылуын тоқтатуға жеткілікті күшке ие болса, онда нейтрондық жұлдыз пайда болады.
Мұндай ғарыштық дененің құрылымы қарапайым. Жұлдыз жер қыртысымен жабылған ядродан тұрады және ол өз кезегінде электрондар мен атом ядроларынан түзіледі. Қалыңдығы шамамен 1 км, ол ғарышта табылған басқа денелерге қарағанда салыстырмалы түрде жұқа.
Нейтрондық жұлдыздардың салмағы Күннің салмағына тең. Олардың арасындағы айырмашылық олардың радиусы шағын - 20 км-ден аспайды. Олардың ішінде атом ядролары бір-бірімен әрекеттесіп, ядролық зат түзеді. Бұл нейтрондық жұлдыздың одан әрі қысқаруына мүмкіндік бермейтін оның жағынан қысым. Жұлдыздың бұл түрі өте жоғары айналу жылдамдығына ие. Олар бір секундта жүздеген төңкеріс жасауға қабілетті. Туылу процесі жұлдыздың гравитациялық күйреуі кезінде пайда болатын супернованың жарылуынан басталады.
Суперновалар
Аса жаңа жұлдыздардың жарылысы – жұлдыз жарықтығының күрт өзгеруі құбылысы. Содан кейін жұлдыз баяу және бірте-бірте сөне бастайды. Осылайша гравитациялық кезеңнің соңғы кезеңі аяқталадықұлау. Бүкіл катаклизм көп мөлшердегі энергияның бөлінуімен бірге жүреді.
Айта кетейік, Жер тұрғындары бұл құбылысты фактіден кейін ғана көре алады. Жарық біздің планетамызға ауру басталғаннан кейін көп уақыт өткен соң жетеді. Бұл асқын жаңа жұлдыздардың табиғатын анықтауда қиындықтар туғызды.
Нейтрондық жұлдызды салқындату
Нейтрондық жұлдызды түзген гравитациялық жиырылу аяқталғаннан кейін оның температурасы өте жоғары (Күн температурасынан әлдеқайда жоғары). Жұлдыз нейтриноның салқындауына байланысты салқындап жатыр.
Бір-екі минут ішінде олардың температурасы 100 есе төмендеуі мүмкін. Келесі жүз жылда - тағы 10 есе. Жұлдыздың жарқырауы төмендегеннен кейін оның салқындату процесі айтарлықтай баяулайды.
Оппенгеймер-Волков шегі
Бір жағынан, бұл көрсеткіш ауырлық күші нейтрон газымен өтелетін нейтрондық жұлдыздың максималды мүмкін салмағын көрсетеді. Бұл гравитациялық коллапстың қара тесікпен аяқталуына жол бермейді. Екінші жағынан, Оппенгеймер-Волков шегі деп аталатын шегі де жұлдыздар эволюциясы кезінде пайда болған қара тесік салмағының төменгі шегі болып табылады.
Бірқатар дәлсіздіктерге байланысты бұл параметрдің нақты мәнін анықтау қиын. Дегенмен, ол 2,5-тен 3 күн массасы аралығында болады деп болжануда. Қазіргі уақытта ғалымдар ең ауыр нейтрондық жұлдыз деп мәлімдейдіJ0348+0432 болып табылады. Оның салмағы екі күн массасынан асады. Ең жеңіл қара құрдымның салмағы 5-10 күн массасын құрайды. Астрофизиктер бұл деректер эксперименталды және тек қазіргі уақытта белгілі нейтрондық жұлдыздар мен қара тесіктерге қатысты деп мәлімдейді және одан да массалықтардың болуы мүмкіндігін болжайды.
Қара тесіктер
Қара құрдым – ғарышта кездесетін таңғажайып құбылыстардың бірі. Бұл гравитациялық тартылыс кез келген объектілердің одан қашып кетуіне мүмкіндік бермейтін кеңістік-уақыт аймағы. Тіпті жарық жылдамдығымен қозғала алатын денелер де (жарық кванттарын қоса алғанда) одан шыға алмайды. 1967 жылға дейін қара тесіктер «қатқан жұлдыздар», «құлаушылар» және «жығылған жұлдыздар» деп аталды.
Қара құрдымның қарама-қарсы жағы бар. Ол ақ тесік деп аталады. Өздеріңіз білетіндей, қара тесіктен шығу мүмкін емес. Ақтарға келетін болсақ, оларға ену мүмкін емес.
Гравитациялық коллапспен қатар, галактиканың орталығындағы немесе протогалактикалық көздің құлауы қара құрдымның пайда болуына себеп болуы мүмкін. Сондай-ақ, қара тесіктер біздің планета сияқты Үлкен жарылыс нәтижесінде пайда болды деген теория бар. Ғалымдар оларды негізгі деп атайды.
Біздің Галактикада бір қара тесік бар, ол астрофизиктердің пікірінше, аса массивті заттардың гравитациялық ыдырауынан пайда болған. Ғалымдар мұндай тесіктер көптеген галактикалардың өзегін құрайды деп мәлімдейді.
Америка Құрама Штаттарындағы астрономдар үлкен қара дырылардың өлшемі айтарлықтай төмен бағалануы мүмкін деп болжайды. Олардың жорамалдары жұлдыздар планетамыздан 50 миллион жарық жылында орналасқан M87 галактикасы арқылы қозғалатын жылдамдыққа жетуі үшін M87 галактикасының орталығындағы қара құрдымның массасы болуы керек дегенге негізделген. кем дегенде 6,5 миллиард күн массасы. Қазіргі уақытта ең үлкен қара құрдымның салмағы 3 миллиард күн массасы, яғни жартысынан астамы деп жалпы қабылданған.
Қара тесік синтезі
Бұл нысандар ядролық реакциялар нәтижесінде пайда болуы мүмкін деген теория бар. Ғалымдар оларға кванттық қара сыйлықтар деген атау берді. Олардың минималды диаметрі 10-18 m, ал ең кіші массасы 10-5 g.
Үлкен адрон коллайдері микроскопиялық қара тесіктерді синтездеу үшін жасалған. Оның көмегімен қара тесікті синтездеуге ғана емес, сонымен қатар көптеген ғарыш объектілерінің, соның ішінде Жер планетасының қалыптасу процесін қайта құруға мүмкіндік беретін Үлкен жарылысты имитациялауға болады деп болжалды. Дегенмен, эксперимент сәтсіз аяқталды, себебі қара тесіктерді құру үшін энергия жеткіліксіз болды.
