Nello spazio accadono molte cose incredibili, a seguito delle quali appaiono nuove stelle, scompaiono quelle vecchie e si formano buchi neri. Uno dei fenomeni magnifici e misteriosi è il collasso gravitazionale che pone fine all'evoluzione delle stelle.
L'evoluzione della stella è un ciclo di cambiamenti che una stella attraversa durante la sua esistenza (milioni o miliardi di anni). Quando l'idrogeno al suo interno finisce e si trasforma in elio, si forma un nucleo di elio e l'oggetto spaziale stesso inizia a trasformarsi in una gigante rossa, una stella di classi spettrali tardive, che ha un'elevata luminosità. La loro massa può essere 70 volte la massa del Sole. Le supergiganti molto luminose sono chiamate ipergiganti. Oltre all'elevata luminosità, si distinguono per un breve periodo di esistenza.
Essenza del crollo
Questo fenomeno è considerato il punto finale dell'evoluzione delle stelle il cui peso è superiore a tre masse solari (il peso del Sole). Questo valore viene utilizzato in astronomia e fisica per determinare il peso di altri corpi spaziali. Il collasso si verifica quando le forze gravitazionali fanno crollare molto rapidamente enormi corpi cosmici con grandi masse.
Le stelle che pesano più di tre masse solari hannomateriale sufficiente per reazioni termonucleari a lungo termine. Quando la sostanza termina, si interrompe anche la reazione termonucleare e le stelle cessano di essere meccanicamente stabili. Questo porta al fatto che iniziano a rimpicciolirsi verso il centro a velocità supersonica.
Stelle di neutroni
Quando le stelle si contraggono, si crea una pressione interna. Se diventa abbastanza forte da fermare la contrazione gravitazionale, appare una stella di neutroni.
Un tale corpo cosmico ha una struttura semplice. Una stella è costituita da un nucleo, che è coperto da una crosta, e, a sua volta, è formato da elettroni e nuclei atomici. Con uno spessore di circa 1 km, è relativamente sottile rispetto ad altri corpi trovati nello spazio.
Il peso delle stelle di neutroni è uguale al peso del Sole. La differenza tra loro è che il loro raggio è piccolo, non più di 20 km. Al loro interno, i nuclei atomici interagiscono tra loro, formando così materia nucleare. È la pressione dal suo lato che non consente alla stella di neutroni di rimpicciolirsi ulteriormente. Questo tipo di stella ha una velocità di rotazione molto elevata. Sono in grado di fare centinaia di rivoluzioni in un secondo. Il processo di nascita inizia da un'esplosione di supernova, che si verifica durante il collasso gravitazionale di una stella.
Supernovae
L'esplosione di una supernova è il fenomeno di un brusco cambiamento nella luminosità di una stella. Quindi la stella inizia a svanire lentamente e gradualmente. Così finisce l'ultimo stadio della gravitazionalecrollo. L'intero cataclisma è accompagnato dal rilascio di una grande quantità di energia.
Va notato che gli abitanti della Terra possono vedere questo fenomeno solo dopo il fatto. La luce raggiunge il nostro pianeta molto tempo dopo che si è verificato lo scoppio. Ciò ha causato difficoltà nel determinare la natura delle supernove.
Raffreddamento stella di neutroni
Dopo la fine della contrazione gravitazionale che ha formato la stella di neutroni, la sua temperatura è molto alta (molto più alta della temperatura del Sole). La stella si sta raffreddando a causa del raffreddamento dei neutrini.
In un paio di minuti, la loro temperatura può scendere di 100 volte. Nei prossimi cento anni - altre 10 volte. Dopo che la luminosità di una stella diminuisce, il processo del suo raffreddamento rallenta notevolmente.
Limite Oppenheimer-Volkov
Da un lato, questo indicatore mostra il peso massimo possibile di una stella di neutroni, a cui la gravità è compensata dal gas di neutroni. Ciò impedisce al collasso gravitazionale di finire in un buco nero. D' altra parte, il cosiddetto limite di Oppenheimer-Volkov è anche il limite inferiore del peso di un buco nero che si è formato durante l'evoluzione stellare.
A causa di una serie di imprecisioni, è difficile determinare il valore esatto di questo parametro. Tuttavia, si presume che sia compreso tra 2,5 e 3 masse solari. Al momento, gli scienziati affermano che la stella di neutroni più pesanteè J0348+0432. Il suo peso è più di due masse solari. Il peso del buco nero più leggero è di 5-10 masse solari. Gli astrofisici affermano che questi dati sono sperimentali e riguardano solo stelle di neutroni e buchi neri attualmente conosciuti e suggeriscono la possibilità dell'esistenza di quelli più massicci.
Buchi neri
Un buco nero è uno dei fenomeni più sorprendenti che si possono trovare nello spazio. È una regione dello spazio-tempo in cui l'attrazione gravitazionale non consente a nessun oggetto di sfuggirvi. Anche i corpi che possono muoversi alla velocità della luce (compresi i quanti di luce stessa) non sono in grado di abbandonarla. Fino al 1967 i buchi neri erano chiamati "stelle congelate", "stelle collassate" e "stelle collassate".
Un buco nero ha un opposto. Si chiama buco bianco. Come sapete, è impossibile uscire da un buco nero. Quanto ai bianchi, non possono essere penetrati.
Oltre al collasso gravitazionale, il collasso al centro della galassia o l'occhio protogalattico possono essere la ragione della formazione di un buco nero. C'è anche una teoria secondo cui i buchi neri sono comparsi come risultato del Big Bang, come il nostro pianeta. Gli scienziati li chiamano primari.
C'è un buco nero nella nostra Galassia che, secondo gli astrofisici, si è formato a causa del collasso gravitazionale di oggetti supermassicci. Gli scienziati affermano che tali buchi formano il nucleo di molte galassie.
Gli astronomi negli Stati Uniti suggeriscono che le dimensioni dei grandi buchi neri potrebbero essere significativamente sottostimate. Le loro ipotesi si basano sul fatto che affinché le stelle raggiungano la velocità con cui si muovono attraverso la galassia M87, situata a 50 milioni di anni luce dal nostro pianeta, la massa del buco nero al centro della galassia M87 deve essere almeno 6,5 miliardi di masse solari. Al momento, è generalmente accettato che il peso del più grande buco nero sia di 3 miliardi di masse solari, cioè più della metà.
Sintesi del buco nero
C'è una teoria secondo cui questi oggetti possono apparire come risultato di reazioni nucleari. Gli scienziati hanno dato loro il nome di regali neri quantici. Il loro diametro minimo è 10-18 m, e la massa più piccola è 10-5 g.
Il Large Hadron Collider è stato costruito per sintetizzare buchi neri microscopici. Si presumeva che con il suo aiuto sarebbe stato possibile non solo sintetizzare un buco nero, ma anche simulare il Big Bang, che avrebbe permesso di ricreare il processo di formazione di molti oggetti spaziali, incluso il pianeta Terra. Tuttavia, l'esperimento fallì perché non c'era abbastanza energia per creare buchi neri.
