Viele erstaunliche Dinge geschehen im Weltraum, wodurch neue Sterne auftauchen, alte verschwinden und schwarze Löcher entstehen. Eines der großartigsten und mysteriösesten Phänomene ist der Gravitationskollaps, der die Evolution der Sterne beendet.
Sternentwicklung ist ein Zyklus von Veränderungen, den ein Stern während seiner Existenz (Millionen oder Milliarden von Jahren) durchläuft. Wenn der darin enth altene Wasserstoff endet und sich in Helium verwandelt, bildet sich ein Heliumkern und das Weltraumobjekt selbst beginnt sich in einen roten Riesen zu verwandeln - einen Stern später Spektralklassen mit hoher Leuchtkraft. Ihre Masse kann das 70-fache der Sonnenmasse betragen. Sehr helle Überriesen werden Hyperriesen genannt. Neben hoher Helligkeit zeichnen sie sich durch eine kurze Lebensdauer aus.
Essenz des Zusammenbruchs
Dieses Phänomen gilt als Endpunkt der Entwicklung von Sternen, deren Gewicht mehr als drei Sonnenmassen beträgt (das Gewicht der Sonne). Dieser Wert wird in der Astronomie und Physik verwendet, um das Gewicht anderer Weltraumkörper zu bestimmen. Kollaps tritt auf, wenn riesige kosmische Körper mit großen Massen durch Gravitationskräfte sehr schnell kollabieren.
Sterne mit einem Gewicht von mehr als drei Sonnenmassen habengenug Material für langfristige thermonukleare Reaktionen. Wenn die Substanz endet, stoppt auch die thermonukleare Reaktion, und die Sterne sind nicht mehr mechanisch stabil. Dies führt dazu, dass sie mit Überschallgeschwindigkeit zum Zentrum hin zu schrumpfen beginnen.
Neutronensterne
Wenn sich Sterne zusammenziehen, baut sich innerer Druck auf. Wenn es stark genug wird, um die Gravitationskontraktion zu stoppen, erscheint ein Neutronenstern.
Ein solcher kosmischer Körper hat eine einfache Struktur. Ein Stern besteht aus einem Kern, der von einer Kruste bedeckt ist und der wiederum aus Elektronen und Atomkernen aufgebaut ist. Mit einer Dicke von etwa 1 km ist er im Vergleich zu anderen im Weltraum gefundenen Körpern relativ dünn.
Das Gewicht von Neutronensternen ist gleich dem Gewicht der Sonne. Der Unterschied zwischen ihnen besteht darin, dass ihr Radius klein ist - nicht mehr als 20 km. In ihnen interagieren Atomkerne miteinander und bilden so Kernmaterie. Es ist der Druck von seiner Seite, der den Neutronenstern nicht weiter schrumpfen lässt. Dieser Sterntyp hat eine sehr hohe Rotationsgeschwindigkeit. Sie sind in der Lage, Hunderte von Umdrehungen in einer Sekunde zu machen. Der Geburtsprozess beginnt mit einer Supernova-Explosion, die während des Gravitationskollaps eines Sterns auftritt.
Supernovae
Eine Supernova-Explosion ist ein Phänomen einer scharfen Änderung der Helligkeit eines Sterns. Dann beginnt der Stern langsam und allmählich zu verblassen. Damit endet die letzte Stufe der GravitationZusammenbruch. Die ganze Katastrophe wird von der Freisetzung einer großen Menge an Energie begleitet.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Bewohner der Erde dieses Phänomen erst im Nachhinein sehen können. Das Licht erreicht unseren Planeten lange nach dem Ausbruch. Dies führte zu Schwierigkeiten bei der Bestimmung der Natur von Supernovae.
Neutronensternkühlung
Nach dem Ende der Gravitationskontraktion, die den Neutronenstern gebildet hat, ist seine Temperatur sehr hoch (viel höher als die Temperatur der Sonne). Der Stern kühlt aufgrund der Neutrino-Kühlung ab.
Innerhalb weniger Minuten kann ihre Temperatur 100-mal sinken. In den nächsten hundert Jahren - weitere 10 Mal. Nachdem die Leuchtkraft eines Sterns abnimmt, verlangsamt sich der Prozess seiner Abkühlung erheblich.
Oppenheimer-Volkov-Limit
Dieser Indikator zeigt einerseits das maximal mögliche Gewicht eines Neutronensterns an, bei dem die Schwerkraft durch Neutronengas kompensiert wird. Dadurch wird verhindert, dass der Gravitationskollaps in einem Schwarzen Loch endet. Andererseits ist die sogenannte Oppenheimer-Volkov-Grenze auch die untere Grenze des Gewichts eines Schwarzen Lochs, das während der Sternentwicklung entstanden ist.
Aufgrund einer Reihe von Ungenauigkeiten ist es schwierig, den genauen Wert dieses Parameters zu bestimmen. Es wird jedoch angenommen, dass sie im Bereich von 2,5 bis 3 Sonnenmassen liegt. Im Moment behaupten Wissenschaftler, dass der schwerste Neutronensternist J0348+0432. Sein Gewicht beträgt mehr als zwei Sonnenmassen. Das Gewicht des leichtesten Schwarzen Lochs beträgt 5-10 Sonnenmassen. Astrophysiker behaupten, dass diese Daten experimentell sind und nur derzeit bekannte Neutronensterne und Schwarze Löcher betreffen, und legen die Möglichkeit der Existenz massereicherer nahe.
Schwarze Löcher
Ein Schwarzes Loch ist eines der erstaunlichsten Phänomene, die man im Weltraum finden kann. Es ist ein Bereich der Raumzeit, aus dem die Gravitationskraft kein Entkommen von Objekten zulässt. Selbst Körper, die sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegen können (einschließlich Lichtquanten selbst), sind nicht in der Lage, es zu verlassen. Bis 1967 wurden Schwarze Löcher "gefrorene Sterne", "Kollaps" und "kollabierte Sterne" genannt.
Ein Schwarzes Loch hat ein Gegenteil. Es wird ein weißes Loch genannt. Wie Sie wissen, ist es unmöglich, aus einem Schwarzen Loch herauszukommen. Die Weißen können nicht durchdrungen werden.
Neben dem Gravitationskollaps kann auch der Kollaps im Zentrum der Galaxie oder des protogalaktischen Auges der Grund für die Entstehung eines Schwarzen Lochs sein. Es gibt auch eine Theorie, dass Schwarze Löcher wie unser Planet als Folge des Urknalls entstanden sind. Wissenschaftler nennen sie primär.
Es gibt ein Schwarzes Loch in unserer Galaxie, das Astrophysikern zufolge durch den Gravitationskollaps supermassereicher Objekte entstanden ist. Wissenschaftler behaupten, dass solche Löcher den Kern vieler Galaxien bilden.
Astronomen in den Vereinigten Staaten vermuten, dass die Größe großer Schwarzer Löcher möglicherweise erheblich unterschätzt wird. Ihre Annahmen basieren auf der Tatsache, dass, damit die Sterne die Geschwindigkeit erreichen, mit der sie sich durch die 50 Millionen Lichtjahre von unserem Planeten entfernte M87-Galaxie bewegen, die Masse des Schwarzen Lochs im Zentrum der M87-Galaxie liegen muss mindestens 6,5 Milliarden Sonnenmassen. Derzeit wird allgemein angenommen, dass das Gewicht des größten Schwarzen Lochs 3 Milliarden Sonnenmassen beträgt, also mehr als die Hälfte.
Synthese Schwarzer Löcher
Es gibt eine Theorie, dass diese Objekte als Ergebnis von Kernreaktionen entstehen können. Wissenschaftler haben ihnen den Namen Quantenschwarzgeschenke gegeben. Ihr kleinster Durchmesser beträgt 10-18 m und die kleinste Masse 10-5 g.
Der Large Hadron Collider wurde gebaut, um mikroskopisch kleine Schwarze Löcher zu synthetisieren. Es wurde angenommen, dass mit seiner Hilfe nicht nur ein Schwarzes Loch synthetisiert, sondern auch der Urknall simuliert werden könnte, wodurch der Entstehungsprozess vieler Weltraumobjekte, einschließlich des Planeten Erde, nachgebildet werden könnte. Das Experiment schlug jedoch fehl, weil nicht genug Energie vorhanden war, um Schwarze Löcher zu erzeugen.
