Kosmosā notiek daudz pārsteidzošu lietu, kā rezultātā parādās jaunas zvaigznes, pazūd vecās un veidojas melnie caurumi. Viena no lieliskajām un noslēpumainajām parādībām ir gravitācijas sabrukums, kas izbeidz zvaigžņu evolūciju.
Zvaigžņu evolūcija ir pārmaiņu cikls, ko zvaigzne piedzīvo savas pastāvēšanas laikā (miljoniem vai miljardiem gadu). Kad tajā esošais ūdeņradis beidzas un pārvēršas hēlijā, veidojas hēlija kodols, un pats kosmosa objekts sāk pārvērsties par sarkano milzi - vēlo spektrālo klašu zvaigzni, kurai ir augsts spožums. To masa var būt 70 reizes lielāka par Saules masu. Ļoti spilgtus supergiantus sauc par hipergiantiem. Papildus augstajam spilgtumam tie izceļas ar īsu pastāvēšanas laiku.
Sabrukuma būtība
Šī parādība tiek uzskatīta par zvaigžņu evolūcijas beigu punktu, kuru svars pārsniedz trīs Saules masas (Saules svars). Šo vērtību izmanto astronomijā un fizikā, lai noteiktu citu kosmosa ķermeņu svaru. Sabrukums notiek, kad gravitācijas spēki izraisa milzīgu kosmisko ķermeņu ar lielu masu ļoti ātru sabrukumu.
Ir zvaigznes, kas sver vairāk nekā trīs Saules masaspietiekami daudz materiāla ilgtermiņa kodoltermiskām reakcijām. Kad viela beidzas, apstājas arī kodoltermiskā reakcija, un zvaigznes pārstāj būt mehāniski stabilas. Tas noved pie tā, ka tie sāk sarukt virzienā uz centru virsskaņas ātrumā.
Neitronu zvaigznes
Kad zvaigznes saraujas, tas izraisa iekšēja spiediena palielināšanos. Ja tā kļūst pietiekami spēcīga, lai apturētu gravitācijas kontrakciju, parādās neitronu zvaigzne.
Šādam kosmiskam ķermenim ir vienkārša uzbūve. Zvaigzne sastāv no kodola, ko klāj garoza, un tā savukārt veidojas no elektroniem un atomu kodoliem. Apmēram 1 km biezs, tas ir salīdzinoši plāns, salīdzinot ar citiem kosmosā atrastiem ķermeņiem.
Neitronu zvaigžņu svars ir vienāds ar Saules svaru. Atšķirība starp tiem ir tāda, ka to rādiuss ir mazs - ne vairāk kā 20 km. To iekšpusē atomu kodoli mijiedarbojas viens ar otru, tādējādi veidojot kodolmateriālu. Tas ir spiediens no tās puses, kas neļauj neitronu zvaigznei vēl vairāk sarukt. Šāda veida zvaigznēm ir ļoti liels rotācijas ātrums. Viņi spēj veikt simtiem apgriezienu vienā sekundē. Dzimšanas process sākas no supernovas sprādziena, kas notiek zvaigznes gravitācijas sabrukšanas laikā.
Supernovas
Supernovas sprādziens ir parādība, kas izraisa straujas zvaigznes spilgtuma izmaiņas. Tad zvaigzne sāk lēnām un pakāpeniski izgaist. Tādējādi beidzas gravitācijas pēdējais posmssabrukt. Visu kataklizmu pavada liela enerģijas daudzuma atbrīvošanās.
Jāatzīmē, ka Zemes iedzīvotāji šo parādību var redzēt tikai pēc fakta. Gaisma sasniedz mūsu planētu ilgi pēc slimības uzliesmojuma. Tas radīja grūtības noteikt supernovu raksturu.
Neitronu zvaigznes dzesēšana
Pēc gravitācijas kontrakcijas beigām, kas veidoja neitronu zvaigzni, tās temperatūra ir ļoti augsta (daudz augstāka par Saules temperatūru). Zvaigzne atdziest neitrīno dzesēšanas dēļ.
Dažu minūšu laikā to temperatūra var pazemināties 100 reizes. Nākamo simts gadu laikā - vēl 10 reizes. Kad zvaigznes spilgtums samazinās, tās atdzišanas process ievērojami palēninās.
Openheimera-Volkova limits
No vienas puses, šis indikators parāda maksimālo iespējamo neitronu zvaigznes svaru, pie kura gravitāciju kompensē neitronu gāze. Tas neļauj gravitācijas sabrukumam beigties ar melno caurumu. No otras puses, tā sauktā Openheimera-Volkova robeža ir arī zvaigžņu evolūcijas laikā izveidojušās melnā cauruma svara apakšējā robeža.
Dažādu neprecizitāšu dēļ ir grūti noteikt precīzu šī parametra vērtību. Tomēr tiek pieņemts, ka tas ir robežās no 2,5 līdz 3 saules masām. Šobrīd zinātnieki apgalvo, ka smagākā neitronu zvaigzneir J0348+0432. Tās svars ir vairāk nekā divas saules masas. Vieglākā melnā cauruma svars ir 5-10 saules masas. Astrofiziķi apgalvo, ka šie dati ir eksperimentāli un attiecas tikai uz šobrīd zināmajām neitronu zvaigznēm un melnajiem caurumiem, un norāda uz masīvāku zvaigznīšu pastāvēšanas iespējamību.
Melnie caurumi
Melnais caurums ir viena no pārsteidzošākajām parādībām, ko var atrast kosmosā. Tas ir laiktelpas reģions, kur gravitācijas spēks neļauj no tā izkļūt nevienam objektam. Pat ķermeņi, kas var pārvietoties ar gaismas ātrumu (ieskaitot pašus gaismas kvantus), nespēj to atstāt. Līdz 1967. gadam melnos caurumus sauca par "sasaldušām zvaigznēm", "sabrukušām zvaigznēm" un "sabrukušām zvaigznēm".
Melnajam caurumam ir pretstats. To sauc par b alto caurumu. Kā zināms, no melnā cauruma nav iespējams izkļūt. Kas attiecas uz b altajiem, tiem nevar iekļūt.
Papildus gravitācijas sabrukumam melnā cauruma veidošanās iemesls var būt arī galaktikas centra vai protogalaktiskās acs sabrukums. Pastāv arī teorija, ka melnie caurumi parādījās Lielā sprādziena rezultātā, tāpat kā mūsu planēta. Zinātnieki tos sauc par primārajiem.
Mūsu Galaktikā ir viens melnais caurums, kas, pēc astrofiziķu domām, izveidojies supermasīvu objektu gravitācijas sabrukšanas rezultātā. Zinātnieki apgalvo, ka šādi caurumi veido daudzu galaktiku kodolu.
Astronomi Amerikas Savienotajās Valstīs norāda, ka lielo melno caurumu izmēri var būt ievērojami nepietiekami novērtēti. Viņu pieņēmumi ir balstīti uz faktu, ka, lai zvaigznes sasniegtu ātrumu, ar kādu tās pārvietojas pa M87 galaktiku, kas atrodas 50 miljonu gaismas gadu attālumā no mūsu planētas, melnā cauruma masai galaktikas M87 centrā jābūt vismaz 6,5 miljardus saules masu. Pašlaik ir vispārpieņemts, ka lielākā melnā cauruma svars ir 3 miljardi Saules masu, tas ir, vairāk nekā uz pusi mazāk.
Melno caurumu sintēze
Pastāv teorija, ka šie objekti var parādīties kodolreakciju rezultātā. Zinātnieki viņiem ir devuši nosaukumu kvantu melnās dāvanas. To minimālais diametrs ir 10-18 m, un mazākā masa ir 10-5 g.
Lielais hadronu paātrinātājs tika izveidots, lai sintezētu mikroskopiskus melnos caurumus. Tika pieņemts, ka ar tā palīdzību būs iespējams ne tikai sintezēt melno caurumu, bet arī simulēt Lielo sprādzienu, kas ļautu atjaunot daudzu kosmosa objektu, tostarp planētas Zeme, veidošanās procesu. Tomēr eksperiments neizdevās, jo nebija pietiekami daudz enerģijas, lai izveidotu melnos caurumus.
