Găurile negre cu masă stelară se formează ca etapa finală a vieții unei stele: după arderea completă a combustibilului termonuclear și încetarea reacției, steaua ar trebui teoretic să înceapă să se răcească, ceea ce va duce la o scădere a presiunii interne și compresia stelei sub influența gravitației. Compresia se poate opri la o anumită etapă sau se poate transforma într-un colaps gravitațional rapid .
În funcție de masa și cuplul stelei, sunt posibile următoarele stări finale :
Pe măsură ce masa rămășiței stelei crește, configurația de echilibru se deplasează în jos în secvența descrisă. Momentul de rotație mărește masele limitatoare în fiecare treaptă, dar nu calitativ, ci cantitativ (de maximum 2-3 ori).
Condițiile (în principal de masă) în care starea finală a evoluției stelare este o gaură neagră nu au fost studiate suficient de bine, deoarece pentru aceasta este necesară cunoașterea comportamentului și stărilor materiei la densități extrem de mari care sunt inaccesibile studiului experimental. Dificultăți suplimentare sunt prezentate de modelarea stelelor în etapele ulterioare ale evoluției lor din cauza complexității compoziției chimice rezultate și a unei scăderi brusce a timpului caracteristic proceselor. Este suficient să menționăm că una dintre cele mai mari catastrofe cosmice, exploziile de supernove , au loc tocmai în aceste etape ale evoluției stelare . Diverse modele oferă o estimare mai mică a masei unei găuri negre rezultată din colapsul gravitațional, de la 2,5 la 5,6 mase solare. Raza unei găuri negre este foarte mică - câteva zeci de kilometri.
Ulterior, gaura neagră poate crește datorită absorbției materiei - de regulă, acesta este gazul unei stele vecine în sistemele stelare binare (o coliziune a unei găuri negre cu orice alt obiect astronomic este foarte puțin probabilă din cauza diametrului său mic. ). Procesul de cădere a gazului pe orice obiect astrofizic compact, inclusiv o gaură neagră, se numește acreție . În același timp, din cauza rotației gazului, se formează un disc de acreție , în care materia accelerează la viteze relativiste, se încălzește și, ca urmare, radiază puternic, inclusiv în domeniul de raze X , ceea ce o face în principiu, este posibil să se detecteze astfel de discuri de acreție (și, prin urmare, găuri negre) folosind telescoape ultraviolete și cu raze X. Principala problemă este dimensiunea mică și dificultatea de a detecta diferențele dintre discurile de acreție ale stelelor neutronice și găurile negre, ceea ce duce la incertitudine în identificarea obiectelor astronomice cu găuri negre. Principala diferență este că gazul care cade pe toate obiectele, mai devreme sau mai târziu, întâlnește o suprafață solidă, ceea ce duce la radiații intense în timpul decelerării, dar un nor de gaz care cade pe o gaură neagră, din cauza dilatației în timp gravitațional (deplasare spre roșu) în creștere infinită, pur și simplu. se estompează rapid pe măsură ce se apropie de orizontul evenimentelor, care a fost observat de telescopul Hubble în cazul sursei Cygnus X-1 [1] .
Ciocnirea găurilor negre cu alte stele, precum și coliziunea stelelor neutronice, care determină formarea unei găuri negre, duce la cea mai puternică radiație gravitațională , care, așa cum era de așteptat, poate fi detectată în următorii ani cu ajutorul telescoape gravitaționale . În prezent, există rapoarte de coliziuni în intervalul de raze X [2] . Pe 25 august 2011, a apărut un mesaj că, pentru prima dată în istoria științei, un grup de specialiști japonezi și americani a reușit în martie 2011 să stabilească momentul morții unei stele care este absorbită de o gaură neagră . 3] [4] .
Pe 11 februarie 2016, prima observare directă a undelor gravitaționale a fost anunțată de colaborările LIGO și Virgo , posibilă prin descoperirea celei mai grele găuri negre cu masă stelar observată vreodată [5] .
Steaua 2MASS J05215658+4359220 (gigant roșie) are un însoțitor invizibil cu o masă de 3,3 +2,8/-0,7 mase solare (eroare de la 2,6 la 6,1 mase solare), care este posibil cea mai mică masă cunoscută de gaură neagră [6] . Obiectul „Unicornul” (Unicornul), situat în constelația Unicornului la o distanță de 1500 sv. ani (460 pc) de la Soare, este un însoțitor al stelei gigantice roșii V723 Monoceros și are o masă mai mică de 5 mase solare [7] [8] .
O gaură neagră cu masă stelară din apropierea stelei LB-1 din constelația Gemeni are o masă de aproape 70 de mase solare , mai mult decât dublu față de masa maximă prezisă a găurilor negre cu masă stelară conform modelelor existente de evoluție stelară [9] .
În 2011, două echipe de astronomi au descoperit că una dintre stele a devenit brusc mai strălucitoare fără niciun motiv. După ce au analizat datele, au descoperit că poziția stelei s-a schimbat. Calculele au indicat că obiectul invizibil care atrage, denumit MOA-11-191 / OGLE-11-0462, ar putea fi doar o gaură neagră care se mișcă liber în spațiu. Analize și modelări ulterioare au confirmat existența unei găuri negre necinstite cu o masă de șapte mase solare, care se mișcă cu o viteză de aproximativ 45 km/sec. Un articol despre asta a fost publicat în 2022 [10] [11] [12] .
| Găuri negre | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Tipuri | |||||
| Dimensiuni | |||||
| Educaţie | |||||
| Proprietăți | |||||
| Modele |
| ||||
| teorii |
| ||||
| Soluții exacte în relativitatea generală |
| ||||
| subiecte asemănătoare |
| ||||
| Categorie:Gauri negre | |||||