Stjernemasse sorte huller dannes som det sidste trin i en stjernes liv: efter den fuldstændige udbrænding af termonuklear brændsel og afslutningen af reaktionen, skulle stjernen teoretisk begynde at afkøle, hvilket vil føre til et fald i det indre tryk og komprimering af stjernen under påvirkning af tyngdekraften. Kompression kan stoppe på et bestemt tidspunkt, eller det kan blive til et hurtigt gravitationssammenbrud .
Afhængigt af stjernens masse og drejningsmoment er følgende sluttilstande mulige :
Efterhånden som massen af resten af stjernen stiger, bevæger ligevægtskonfigurationen sig ned i den beskrevne sekvens. Rotationsmomentet øger de begrænsende masser på hvert trin, men ikke kvalitativt, men kvantitativt (med maksimalt 2-3 gange).
Betingelserne (hovedsageligt masse), hvorunder den endelige tilstand af stjerneudvikling er et sort hul, er ikke blevet undersøgt godt nok, da det til dette er nødvendigt at kende stoffets adfærd og tilstande ved ekstremt høje tætheder, som er utilgængelige for eksperimentel undersøgelse. Yderligere vanskeligheder præsenteres ved at modellere stjerner på de senere stadier af deres udvikling på grund af kompleksiteten af den resulterende kemiske sammensætning og et kraftigt fald i processernes karakteristiske tid. Det er tilstrækkeligt at nævne, at en af de største kosmiske katastrofer, supernovaeksplosioner , finder sted netop på disse stadier af stjernernes udvikling . Forskellige modeller giver et lavere estimat af massen af et sort hul som følge af gravitationssammenbrud, fra 2,5 til 5,6 solmasser. Radius af et sort hul er meget lille - nogle få titusinder kilometer.
Efterfølgende kan det sorte hul vokse på grund af absorption af stof - som regel er dette gassen fra en nabostjerne i binære stjernesystemer (en kollision af et sort hul med ethvert andet astronomisk objekt er meget usandsynligt på grund af dets lille diameter ). Processen med gas, der falder på ethvert kompakt astrofysisk objekt, inklusive et sort hul, kaldes tilvækst . Samtidig dannes der på grund af gassens rotation en tilvækstskive , hvor stoffet accelererer til relativistiske hastigheder, opvarmes og som følge heraf udstråler kraftigt, herunder i røntgenområdet , hvilket gør det principielt muligt at detektere sådanne tilvækstskiver (og derfor sorte huller) ved hjælp af ultraviolette og røntgenteleskoper . Hovedproblemet er den lille størrelse og vanskeligheden ved at opdage forskellene mellem neutronstjerners og sorte hullers tilvækstskiver, hvilket fører til usikkerhed ved identifikation af astronomiske objekter med sorte huller. Den væsentligste forskel er, at gas, der falder på alle objekter før eller siden støder på en fast overflade, hvilket fører til intens stråling under deceleration, men en gassky, der falder på et sort hul, på grund af den uendeligt voksende gravitationstidsudvidelse (rødforskydning) er det simpelthen falmer hurtigt, når det nærmer sig begivenhedshorisonten, som blev observeret af Hubble-teleskopet i tilfældet med Cygnus X-1- kilden [1] .
Kollisionen af sorte huller med andre stjerner, samt kollisionen af neutronstjerner, der forårsager dannelsen af et sort hul, fører til den kraftigste gravitationsstråling , som som forventet kan opdages i de kommende år ved hjælp af gravitationsteleskoper . I øjeblikket er der rapporter om kollisioner i røntgenområdet [2] . Den 25. august 2011 dukkede en meddelelse op om, at for første gang i videnskabens historie var en gruppe japanske og amerikanske specialister i marts 2011 i stand til at bestemme dødsøjeblikket for en stjerne, der absorberes af et sort hul [ 3] [4] .
Den 11. februar 2016 blev den første direkte observation af gravitationsbølger annonceret af LIGO- og Jomfru- samarbejdet , muliggjort af opdagelsen af det tungeste sorte hul med stjernemasse, der nogensinde er observeret [5] .
Stjernen 2MASS J05215658+4359220 (rød kæmpe) har en usynlig følgesvend med en masse på 3,3 +2,8/-0,7 solmasser (fejl fra 2,6 til 6,1 solmasser), som muligvis er den mindste masse kendte sorte hul [6] . Objektet "Enhjørningen" (Enhjørningen), placeret i stjernebilledet Enhjørningen i en afstand af 1500 sv. år (460 pct.) fra Solen, er en følgesvend af den røde kæmpestjerne V723 Monoceros og har en masse mindre end 5 solmasser [7] [8] .
Et sort hul med stjernemasse nær LB-1- stjernen i stjernebilledet Tvillingerne har en masse på næsten 70 solmasser , mere end det dobbelte af den forventede maksimale masse af sorte huller med stjernemasse ifølge eksisterende modeller for stjerneudvikling [9] .
I 2011 opdagede to hold astronomer, at en af stjernerne pludselig blev lysere uden grund. Efter at have analyseret dataene fandt de ud af, at stjernens position har ændret sig. Beregninger viste, at det usynlige tiltrækkende objekt, betegnet MOA-11-191 / OGLE-11-0462, kun kunne være et sort hul, der bevæger sig frit i rummet. Yderligere analyse og modellering bekræftede eksistensen af et slyngelstat sort hul med en masse på syv solmasser, som bevæger sig med en hastighed på cirka 45 km/sek. En artikel om dette blev offentliggjort i 2022 [10] [11] [12] .
| Sorte huller | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Typer | |||||
| Dimensioner | |||||
| Uddannelse | |||||
| Ejendomme | |||||
| Modeller |
| ||||
| teorier |
| ||||
| Præcise løsninger i generel relativitetsteori |
| ||||
| relaterede emner |
| ||||
| Kategori:Sorte huller | |||||