Характеристики небесных объектов

Второй космической скоростью v2 называют

скорость, которую должно иметь тело массы m у поверхности Земли для того, чтобы покинуть пределы земного притяжения.

Чёрные

дыры

Черные дыры

Если при взрыве сверхновой сохраняется остаток массой

M >3M , то он не может существовать в виде устойчивой

нейтронной звезды. Ядерные силы отталкивания на малых (< 0.5 Фм) расстояниях не в состоянии противостоять дальнейшему гравитационному сжатию звезды. Возникает необычный объект – черная дыра (термин введён Дж. Уилером в 1967 г.).

Существование чёрных дыр предсказано в рамках общей теории относительности Р. Оппенгеймером и Г. Снайдером в 1939 г.

Основное свойство чёрной дыры состоит в том, что никакие сигналы, возникающие внутри неё, не могут выйти за её пределы и достичь внешнего наблюдателя. Звезда массой М, коллапсируя в чёрную дыру, достигает сферы радиуса rш (сферы Шварцшильда):

= 2GM ≈

r 3(M / M ) км

ш c2

Формально к этому соотношению можно прийти, полагая в известной формуле для второй космической скорости

vk2 = 2GM / R

предельное значение, равное скорости света.

При достижении объектом размера сферы Шварцшильда его гравитационное поле становится столь сильным, что покинуть этот объект не может даже электромагнитное излучение.

Чёрную дыру можно обнаружить лишь по косвенным признакам, связанным с влиянием её сильного гравитационного поля на движение окружающего вещества и распространение излучения, в частности, если она входит в состав двойной звёздной системы с видимой звездой. В этом случае чёрная дыра будет затягивать газ звезды. Этот газ будет нагреваться, становясь источником интенсивного рентгеновского излучения, которое может быть зарегистрировано.

Черныедыры

С помощью рентгеновского телескопа «Чандра» 30 ноября 2003 г. обнаружен мощный выброс вещества во Вселенной. Источником этого извержения является гигантская черная дыра (белая точка в центре изображения), удаленная на расстояние равное 2.6 млрд. световых лет.

Выброс горячего газа, являющийся мощным рентгеновским источником, обнаружен в районе скопления галактик MS 0735.6+7421. Масса черной дыры оценивается приблизительно в 300 млн. масс Солнца. Примерно такое же количество вещества было выброшено с огромной скоростью на расстояние нескольких миллионов световых лет. На снимке видны 2 темные впадины, каждая из которых имеет диаметр 0,6 млн. световых лет.

Черные дыры

Наряду с черными дырами, образовавшимися при коллапсе звёзд, во Вселенной могут быть чёрные дыры, возникшие задолго до появления первых звёзд вследствие неоднородности Большого Взрыва. Появившиеся при этом сгустки вещества могли сжиматься до состояния чёрных дыр, тогда как остальная часть вещества расширялась. Чёрные дыры, образовавшиеся на самом раннем этапе существования Вселенной, называют реликтовыми. Предполагают, что размер некоторых из них может быть значительно меньше протона.

Другой тип черных дыр – сверхмассивные

черные дыры (106 ÷1010 M ), которые могут

возникать в центре галактик и звёздных скоплений. В 1963 г. были открыты квазары – компактные внегалактические источники радио-, оптического и рентгеновского излучения огромной мощности. Их светимость 1045-1048 эрг/с. Столь мощное излучение может быть обеспечено сверхмассивными чёрными дырами.