Черные дыры

  Автор:
  330

Из всех необычных явлений, с которыми имеет дело современная астрофизика, пожалуй, наиболее удивительными являются черные дыры. Оказалось, что при определенных условиях массивная холодная звезда начинает неограниченно сжиматься – коллапсировать, превращаясь в черную дыру – объект, силы тяготения в которой настолько велики, что преодолеть их и выйти наружу не может ни один предмет, даже луч света.

черная дыра

Еще в 1798 г. Лаплас, опираясь на классическую механику и закон всемирного тяготения, заметил, что в случае достаточно массивной звезды лучи света не могут от нее уходить и «по этой причине самые большие светящиеся тела во Вселенной будут для нас невидимыми».

 

Действительно, минимальная кинетическая энергия, которую должно иметь тело на поверхности звезды  массы M и радиуса R, чтобы преодолеть поле тяготения, должна быть равна потенциальной энергии сил тяжести:

(где G – гравитационная постоянная).

Отсюда видно, что даже если скорость равна скорости света, то при радиусе, меньшем, чем гравитационный радиус:

гравитационный радиус

кинетической энергии не хватает на преодоление гравитационных сил.

Хотя проведенный расчет не совсем последователен, так как использует нерелятивистские формулы, тем не менее, как оказывается, он дает правильное выражение для гравитационного радиуса. Для ориентировки отметим, что для звезды с массой Солнца гравитационный радиус равен 3 км.

Итак, по прошествии некоторого времени коллапсирующая звезда превращается в черную дыру и становится невидимой для внешнего наблюдателя. Это не означает, однако, что черная дыра исчезает. Прежде всего полностью сохраняется ее гравитационное поле. Поэтому, если черная дыра входит в состав двойной звезды, она действует на вторую звезду точно так же, как обычная звезда. Именно на этом пути и ищутся черные дыры: нужно найти двойные системы, в которых одна из звезд не излучает и обладает достаточно большой массой, чем исключаются нейтронные звезды и потухшие белые карлики. Одна из таких систем найдена в рентгеновском источнике Лебедь Х-1.

В данном случае, правда, нельзя сказать, что черная дыра не видна, но это не противоречит сказанному выше. Дело в том, что черная дыра действительно не может быть видна сама по себе, но это не обязательно относится к веществу, падающему на черную дыру.

При таком падении (аккреции) вещество, попадая в сильные гравитационные поля, претерпевает  гигантские ускорения, что вызывает излучение в рентгеновской области и в области видимого спектра, и вокруг черной дыры образуется светящийся ореол.

Интересная статья? Поделитесь ею пожалуйста с другими:
Оставьте свой комментарий:

на Блоге
в Вконтакте
в Фейсбук