Происхождение звездных черных дыр - Черные дыры во Вселенной
"Когда все источники термоядерной энергии истощатся, достаточно массивная звезда начнет коллапсировать", -- так начинается аннотация замечательной работы Оппенгеймера и Снайдера 1939 г. [12]. Каждое утверждение этой статьи согласуется с идеями, которые остаются справедливыми и сегодня. Авторы заканчивают аннотацию следующим предложением: "внешний наблюдатель видит звезду, сжимающуюся к своему гравитационному радиусу". Это фактически современное предсказание образования черных дыр в конце существования массивных звезд.
Насколько массивной должна быть звезда, чтобы превратиться в черную дыру? Ответить на этот вопрос не так просто. Звезда, которая не является достаточно массивной, завершает свою эволюцию образованием или белого карлика, или нейтронной звезды. Существуют верхние пределы на массы небесных тел обоих типов. Для белых карликов это чандрасекаровский предел, который равен примерно (1,2-1,4) Ч. Для нейтронных звезд это предел Оппенгеймера-Волкова. Точная величина этого предела зависит от уравнения состояния при плотности материи выше, чем плотность ядерной материи с0 = 2,8 Ч 10 14 г см 3. Современная теория дает для максимального значения массы невращающейся нейтронной звезды оценку (2-3) Ч. Вращение может увеличить максимальную массу невращающейся нейтронной звезды лишь незначительно, до 25%. Таким образом, можно считать, что верхний предел массы нейтронной звезды не должен быть больше, чем M0 ? 3. Если звезда в самом конце своей эволюции имеет массу больше M0, она должна превратиться в черную дыру. Тем не менее это не означает, что все нормальные звезды (на "главной последовательности" диаграммы Герцшпрунга -- Рассела) с массами M > M0 являются прародителями черных дыр. Дело в том, что конечные стадии эволюции массивных звезд пока еще поняты довольно плохо. Возможно, имеют место такие процессы, как непрерывная потеря массы, катастрофическое выбрасывание массы и даже разрушение при взрывах сверхновых. Такие процессы могут значительно уменьшить массу звезды в конце ее эволюции. Таким образом, начальная масса прародителей черных дыр может быть существенно больше M0.
Существуют различные оценки для минимальной массы M* , звезды-прародителя, которая все еще образует черную дыру. Неопределенность этой величины составляет M* ? (10 - 40) и даже больше. Численное моделирование показывает, что помимо быстрого прямого гравитационного коллапса прародителя черная дыра может также образоваться при взрыве сверхновой. В этом случае падение части вещества после взрыва обратно на ядро приводит к тому, что масса компактного объекта в оставшемся ядре оказывается выше максимальной массы нейтронной звезды, и в результате этот остаток коллапсирует с образованием черной дыры. Есть указания на то, что более массивные прародители (с массами больше 40) могут образовывать черные дыры непосредственно, тогда как прародители с меньшими массами создают черные дыры при запаздывающем коллапсе вследствие падения вещества обратно на ядро после возможного начального взрыва (см., например, [13]). Недавно Израэлян и др. [14] сообщили о признаках происхождения черной дыры в результате взрыва сверхновой в двойной системе GRO J1655-40. Изучая оптический спектр звезды-субгиганта с массой 1,7-3,3, являющейся компаньоном компактного объекта, они обнаружили свидетельства наличия так называемых б-элементов O, Mg, Si и S с распространенностью в 6-10 раз больше, чем на Солнце. Эти элементы могут образовываться только во внутренних ядрах звезд с массами 25-40. Предлагаемое объяснение состоит в том, что звезда-компаньон получила эти элементы во время взрыва сверхновой, который привел к образованию черной дыры в данной двойной системе.
Отметим, что эволюция звезд в тесной двойной системе отличается от эволюции одиночных звезд вследствие переноса массы от одной звезды к другой. Заключения о массах прародителей черных дыр в этом случае могут быть существенно различными. В частности, черная дыра может образоваться в двойной системе, где кроме обычной звезды существовала нейтронная звезда. черная дыра может возникать в результате того, что вещество от звезды-компаньона перетекает на нейтронную звезду. В конце концов это приведет к тому, что масса нейтронной звезды превысит предел массы для нейтронных звезд.
Можно попытаться оценить, сколько черных дыр возникло при звездном коллапсе в нашей Галактике за время ее существования. Оценки дают величину порядка 10 9.
Похожие статьи
-
Нейтронные звезды, Черные дыры - Происхождение и эволюция звезд
Известно, что в некоторых сверхновых сильная гравитация в недрах сверхгиганта заставляет электроны упасть на атомное ядро, где они сливаясь с протонами...
-
Образование черных дыр. Гравитационный коллапс. Гравитационный радиус - Черные дыры во вселенной
Ученые установили, что черные дыры должны возникать в результате очень сильного сжатия какой-либо массы, при котором поле тяготения возрастает настолько...
-
КАК ИСКАТЬ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ? - Черные дыры
Столь странные объекты нарушали привычную для астрономов картину Вселенной. По поводу черных дыр большинство астрономов вообще с сомнением покачивали...
-
Черные дыры - что это? - Черные дыры во вселенной
Теоретическая данность под названием "черная дыра", в сущности, так и остается теоретической, хотя астрономы сформировали довольно стройную, на первый...
-
Типы черных дыр - Черные дыры во вселенной
До сих пор мы говорили о возникновении во Вселенной черных дыр звездного происхождения. Астрономы имеют все основания предполагать, что, помимо звездных...
-
Черные дыры - Процесс образования и структура звезд
В одной из рентгеновских двойных систем, называемой А0620-00 удалось очень точно измерить массу компактной звезды (для этого использовались данные разных...
-
Формирование черных дыр - Черные дыры
Самый очевидный путь образования черной дыры - коллапс ядра массивной звезды. Пока в недрах звезды не истощился запас ядерного топлива, ее равновесие...
-
Черные дыры, Сверхновые Звезды - Космические объекты
В одной из рентгеновских двойных систем, называемой А0620-00, удалось очень точно измерить массу компактной звезды (для этого использовались данные...
-
Черные дыры во Вселенной - Черные дыры во вселенной
Черная дыра - космический объект, который образуется при неограниченном гравитационном сжатии (гравитационном коллапсе) массивных космических тел....
-
Черные дыры - Особенности теории конца жизни звезд
Термин "черная дыра" был весьма удачно введен в науку Джоном Уиллером в 1968 для обозначения "застывшей", сколлапсировавшей звезды. Рассмотрим, что...
-
Виды черных дыр - Понятие о черной дыре
А) Сверхмассивные черные дыры. Разросшиеся очень массивные черные дыры, по современным представлениям, образуют ядра большинства галактик. В их число...
-
Новые открытия относительно черных дыр - Черные дыры
По недавнему заявлению астрономов из Университета Огайо, необычное двойное ядро в галактике Андромеды объясняется скоплением звезд, вращающихся по...
-
Черные дыры в космосе - Галактика и Вселенная
В природе должны существовать экзотические объекты, предсказанные в XVIII веке выдающимся французским математиком и астрономом П. Лапласом (1749-1877)....
-
История идеи о черных дырах - Черные дыры
Черная дыра гравитационный коллапс Английский геофизик и астроном Джон Мичелл предположил, что в природе могут существовать столь массивные звезды, что...
-
Тесные двойные системы - Черные дыры
В космосе часто встречаются звездные пары, в которых одним компонентом является звезда-гигант (или сверхгигант), а вторым - маленькое компактное тело,...
-
Нейтронные звезды и пульсары, Черные дыры - Происхождение и эволюция звезд
"Остатки взорвавшегося ядра известны под названием нейтронной звезды. Нейтронные звезды вращаются очень быстро, испуская световые и радиоволны, которые,...
-
"У черных дыр нет волос" - Черные дыры во вселенной
Что произойдет, если две черные дыры столкнутся друг с другом? Образуют ли они новую, более массивную черную дыру? Астрофизик Дэвид Меррит полагает, что...
-
Образование черных дыр. Гравитационный коллапс, гравитационный радиус - Черные дыры
Ученые установили, что черные дыры должны возникать в результате очень сильного сжатия какой-либо массы, при котором поле тяготения возрастает настолько...
-
Сверхмассивные черные дыры Разросшиеся очень массивные черные дыры, по современным представлениям, образуют ядра большинства галактик. В их число входит...
-
Черные дыры - Пространство и время, черные дыры
Черные дыры -- один из самых необыкновенных объектов, предсказываемых общей теорией относительности Эйнштейна. У черных дыр интересная история, поскольку...
-
Температура и энтропия черной дыры - Черные дыры во вселенной
Существование черной дыры само по себе парадоксально. Черная дыра ведет себя, как тело с температурой, равной абсолютному нулю, потому что с помощью...
-
Формирование черных дыр - Понятие о черной дыре
Самый очевидный путь образования черной дыры - коллапс ядра массивной звезды. Пока в недрах звезды не истощился запас ядерного топлива, ее равновесие...
-
Гипотезы и парадоксы - Черные дыры во вселенной
Общая теория относительности, как известно, предсказала, что масса искривляет пространство. И уже через четыре года после опубликования работы Эйнштейна...
-
Предыстория черных дыр - Черная дыра: загадочная и таинственная
Черная дыра является порождением тяготения. Поэтому предысторию открытия черных дыр можно начать со времен И. Ньютона, открывшего закон всемирного...
-
И все-таки она светится! - Черные дыры во вселенной
Это не представляло проблемы, пока черные дыры считались вечными и неуничтожимыми. Ведь можно было считать, что информация не исчезла в них окончательно,...
-
Черные дыры - Освоение космоса
О черных дырах узнали в 1960-х годах. Оказалось, что если бы наши глаза могли видеть только рентгеновское излучение, то звездное небо над нами выглядело...
-
Если масса звезды в два раза превышает солнечную, то к концу своей жизни звезда может взорваться как сверхновая, но если масса вещества оставшегося после...
-
ПОИСКИ ЧЕРНЫХ ДЫР - Черные дыры
То, что знают астрономы об эволюции звезд, приводит к неизбежному выводу: черные дыры должны возникать в конце жизни массивных небесных тел. Как же...
-
Принцип образования Черных дыр - Черные дыры
Черные дыры не могут быть замечены непосредственно, но астрономы могут видеть доказательство их существования, когда газы извергаются на звезду-спутник....
-
Черные дыры - Рождение и жизнь звезд
Термин "черная дыра" был весьма удачно введен в науку американским физиком Джоном Уилером в 1968 г. для обозначения сколлапсировавшей звезды. Как...
-
Расположения четырех звездной скоплений вокруг черной дыры в центре NGC2110. - Строение Солнца
Двойные звездные системы, которые излучают сильные количество рентгеновских лучей, являются хорошими кандидатами в черные дыры. Как только эта система...
-
Горизонтом событий является точка, в которой вторая космическая скорость равна скорости света. Внутри черной дыры эта скорость превышает скорость света....
-
Массивные звезды погибают и в результате взрыва, образуются сверхновая звезда. Что происходит после этого, зависит от ее массы. Большинство из них...
-
Черная дыра в представлении художника, Примеры гравитационных воронок - Строение Солнца
Черные дыры настолько массивны, что их вторая космическая скорость быстрее, чем скорость света. Поскольку ничего не может двигаться быстрее, чем свет, то...
-
Ядерные процессы, Квазары, Черные Дыры - Еще раз о Мироустройстве
"Одна из основных задач современного астрофизического знания заключается в поиске и исследовании Активных Ядер Галактики ". - В. А. Амбарцумян...
-
Черные дыры - Космические тела
Если масса звезды в два раза превышает солнечную, то к концу своей жизни звезда может взорваться как сверхновая, но если масса вещества оставшегося после...
-
Анизотропное шоссе - Черные дыры во вселенной
Насколько нам известно, первым ученым, придумавшим объект, напоминающий черную дыру, был английский священник и теолог, один из основателей научной...
-
Черная дыра - как последняя стадия эволюции звезд - Черные дыры
После выгорания термоядерного вещества в звезде, масса которой сравнима с массой солнца, то свойства газа кардинально меняются. Подобный газ называется...
-
Поиски черных дыр - Понятие о черной дыре
Расчеты в рамках ОТО указывают лишь на возможность существования черных дыр, но отнюдь не доказывают их наличия в реальном мире, открытие черной дыры...
-
Разрушение звезд - Черные дыры
Черный дыра гравитационный звезда Для активных галактических ядер пределы на темп аккреции составляют 10-2 - 102M?/год. Встает вопрос, какой именно...
Происхождение звездных черных дыр - Черные дыры во Вселенной