АСТРОНОМІЯ - ДИТЯЧА ЕНЦИКЛОПЕДІЯ - ФОЛІО 2005

VII

КОСМІЧНІ КАТАСТРОФИ

Чорні діри

Сама назва цих об’єктів уже малює у нашій уяві щось небезпечне і обов’язково катастрофічне для всього, що з ними зустрінеться. Проте що вони являють собою? Невже це просто діри у просторі? А якщо ні, то чому їх так назвали, вказуючи нам їхню всепоглинаючу сутність?

Чорні діри, по суті, теж є фінальним етапом еволюції зір. Тільки для того, щоб сформувався такий об’єкт, зоря повинна бути більша за три маси Сонця. При цьому на кінцевих стадіях гравітаційного колапсу стиснення ядра не спиняється на етапі утворення білого карлика або нейтронної зірки, а йде далі до утворення чорної діри.

Отже, чорна діра — це утворення з дуже великою густиною, що при досить малих (порівняно з первинним) розмірах має колосальну гравітацію. Це спричиняє той факт, що ніяке тіло або випромінювання не може покинути меж чорної діри, коли опиняється всередині.

Ми знаємо: щоб вивільнитися від гравітаційного впливу масивного тіла, треба розвинути певну швидкість. Наприклад, космічні кораблі, щоб звільнитися від тяжіння Землі, повинні розвинути так звану другу космічну швидкість (трохи більше за 11 км/с). Також ми знаємо, що ніяке тіло та ніяка хвиля не може розвивати швидкість, більшу за швидкість світла у вакуумі (трохи менше за 300 000 км/с).

image113

Ніщо, навіть світло, не може покинути межи чорної діри

Чорна діра — це об’єкт, для якого друга космічна швидкість перевищує швидкість світла у вакуумі. Таким чином, опинившись усередині чорної діри, ніяке тіло не буде мати навіть теоретичних шансів колись потрапити назад у простір Всесвіту. Межа, за якою починається чорна діра і яку не можна покинути, називається горизонтом подій. Ця назва дана тому, що ми не зможемо стати свідками жодної події, що відбудеться за цим горизонтом. Радіус, до якого треба стиснути певне тіло, щоб воно стало чорною дірою, називається радіусом Шварцшильда. Наприклад, для Землі радіус Шварцшильда дорівнює близько 2 сантиметрів! Тобто для того, щоб наша планета стала чорною дірою, вона повинна мати радіус 2 сантиметри.

У принципі, чорні діри є об’єктами, спостереження яких неможливе. Проте якщо чорна діра є складовою частиною певної складнішої системи, то напрями спостереження стають можливими. Наприклад, якщо чорна діра є компонентом кратної зоряної системи. У цьому випадку вона буде ніби «годуватися» речовиною, що складає зірку-сусіда. Тобто своїм гравітаційним впливом вона буде стягувати речовину з зірки. Газ закручуватиметься навколо чорної діри, утворюючи так званий акрецшний диск, і потім падати на горизонт подій та зникати всередині. При цьому вивільнятиметься велика енергія у вигляді жорсткого рентгенівського випромінювання. Такі джерела випромінювання найчастіше й сприймаються як чорні діри, наприклад, відомі Кассіопея А, Лебідь А та багато інших.

image114

Якщо чорна діра опинилася б у Сонячній системі, вона поглинула б усю наявну тут речовину

Катастрофічні наслідки для нашої планети, а також і для всієї Сонячної системи, може мати не тільки зустріч, а й сам факт близького сусідства з чорною дірою. Проте ніяких об’єктів, що можуть підозрюватися як чорні діри, а також зірок, чиє життя може закінчитися їх утворенням, у небезпечній близькості від нас не знайдено.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити