WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаФізика → Релятивістські об’єкти астрофізики - Курсова робота

Релятивістські об’єкти астрофізики - Курсова робота

IV.IVПошуки чорних дірок.

Розрахунки в рамках Від указують лише на можливість існування чорних дірок, але зовсім не доводять їх наявності в реальному світі, відкриття чорної дірки стало б важливим кроком в розвитку фізики. Пошук ізольованих чорних дірок в космосі неймовірно важкий: потрібно відмітити маленький темний об'єкт на тлі космічної чорноти. Але є надія виявити чорну дірку по її взаємодії з навколишніми астрономічними тілами.

Чорна дірка в сузір'ї Лебедя - Лебідь Х-1.

Враховуючи найважливіші властивості чорних дірок (масивність, компактність і невидимість) астрономи поступово виробили стратегію їх пошуку. Найпростіше виявити чорну дірку по її гравітаційній взаємодії з навколишньою речовиною, наприклад, з близькими зірками. Спроби виявити невидимі масивні супутники в подвійних зірках не увінчалися успіхом. Але після запуску на орбіту рентгенівських телескопів з'ясувалося, що чорні дірки активно проявляють себе в тісних подвійних системах, де вони відбирають речовину у сусідньої зірки і поглинають його, нагріваючи при цьому до температури в мільйони градусів і роблячи його на короткий час джерелом рентгенівського випромінювання. Оскільки в подвійній системі чорна дірка в парі з нормальною зіркою звертається навколо загального центру маси, використовуючи ефект Доплера, вдається зміряти швидкість зірки і визначити масу її невидимого компаньйона. Астрономи виявили вже декілька десятків подвійних систем, де маса невидимого компаньйона перевершує 3 масу Сонця і помітні характерні прояви активності речовини, рухомої навколо компактного об'єкту, наприклад, дуже швидкі коливання яскравості потоків гарячого газу, що стрімко обертається навколо невидимого тіла. Особливо перспективною вважають рентгенівську подвійну зірку V404 Лебедя, маса невидимого компоненту якої оцінюється не менше, чим в 6 мас Сонця. Інші кандидати в чорні дірки знаходяться в подвійних системах Лебідь X-1, LMC X-3, V616 Однорога, QZ Лисички, а також в рентгенівських нових Змієносець 1977, Муха 1981 і Скорпіон 1994.

снимок NASA центра нашей галактики в рентгене

( созвездие Cтрельца, окрестности черной дыры SgrA )

Майже всі вони розташовані в межах нашої Галактики, а система LMC X-3 - в близькій до нас галактиці Велика Магелланово Хмара. Іншим напрямом пошуку чорних дірок служить вивчення ядер галактик. У них скупчуються і ущільнюються величезні маси речовини, стикаються і зливаються зірки, тому там можуть формуватися надмасивні чорні дірки, що перевершують по масі Сонце в мільйони разів. Вони притягають до себе навколишні зірки, створюючи в центрі галактики списів яскравості. Вони руйнують зірки, що близько підлітають до них, речовина яких утворює навколо чорної дірки аккреционний диск і частково викидається уздовж осі диска у вигляді швидких струменів і потоків частинок. Це не умоглядна теорія, а процеси, реально спостережувані в ядрах деяких галактик і вказуючі на присутність в них чорних дірок з масами до декількох мільярдів мас Сонця. Останнім часом отримані вельми переконливі докази того, що і в центрі нашої Галактики є чорна дірка з масою близько 2,5 млн. мас Сонця. Цілком імовірно, що наймогутніші процеси енерговиділення у Всесвіті відбуваються за участю чорних дірок. Саме їх вважають джерелом активності в ядрах квазарів - молодих масивних галактик. Саме їх народження, як вважають астрофізики, знаменується наймогутнішими вибухами у Всесвіту, що виявляються як гамма-всплеські.

V. Висновок

Білі карлики - кінцева стадія зоряної еволюції після вичерпання термоядерних джерел енергії зірок середньої і малої маси. Вони є дуже щільними гарячими зірками малих розмірів з виродженого газу. Ядерні реакції усередині білого карлика не йдуть, а свічення відбувається за рахунок повільного охолодження. Маса білих карликів не може перевищувати деякого значення - це так звана межа Чандрасекара, рівні приблизно 1,4 маси Сонця. Сонце в майбутньому - це білий карлик. Грандіозне, але надзвичайно рідкісне небесне явище, яке відображене в багатьох історичних літописах різних народів, - це спалах найновішої зірки, яка іноді було видно навіть вдень. Встановлено, що в середньому в кожній галактиці спалах найновішим відбувається раз в декілька десятиліть. У максимумі свого блиску вона може бути такою ж яскравою, як решта сотень мільярдів зірок галактики разом узяті. Як вперше припустили в 30-і роки XX століття Вальтер Бааде і Фріц Цвікки, в результаті вибуху найновішою утворюється надщільна нейтронна зірка. Ця гіпотеза підтвердилася після відкриття в 60-х роках пульсара - бистровращающейся нейтронної зірки в центрі Крабовидної туманності в сузір'ї Тельця; він виник на місці спалаху найновішої 1054 року.

Нейтронна зірка(пульсар) - це кінцевий стан еволюції зірок масою більше десяти сонячних. Вона є дуже екзотичним космічним об'єктом. Її радіус - всього 10-20 км., а маса в 1,5-2 рази більше сонячною. Максимально можлива маса нейтронної зірки носить назву межі Оппенгеймера-волкова, яка у будь-якому випадку не більше трьох мас Сонця. Якщо маса нейтронної зірки перевершує це граничне значення, ніякий тиск речовини не може протидіяти силам гравітації. Зірка стає нестійкою і швидко коллапсируєт. Так утворюється чорна дірка. Чорна дірка - космічний об'єкт, який утворюється при необмеженому гравітаційному стисненні (гравітаційному колапсі) масивних космічних тіл. Існування цих об'єктів передбачає загальна теорія відносності. Сам термін "чорна дірка" введений в науку американським фізиком Джоном Уїлером в 1968 р. для позначення зірки, що сколапсувала.Чорні дірки утворюються в результаті колапсу гігантських нейтронних зірок масою більше 3 мас Сонця. При стисненні їх гравітаційне поле ущільнюється все сильніше і сильніше. Нарешті зірка стискається до такого ступеня, що світло вже не може подолати її тяжіння. Радіус, до якого повинна стиснутися зірка, щоб перетворитися на чорну дірку, називається гравітаційним радіусом. Для масивних зірок він складає декілька десятків кілометрів. Оскільки чорні дірки не світять, то єдиний шлях судити про них - це спостерігати дію їх гравітаційного поля на інші тіла. Є непрямі докази існування чорних дірок більш ніж в 10 тісних подвійних рентгенівських зірках. На користь цього говорять, по-перше, відсутність відомих проявів твердої поверхні, характерних для рентгенівського пульсара або рентгенівського барстера, і, по-друге, велика маса невидимого компоненту подвійної системи (більше 3-х мас Сонця).

VI. Література

  1. Амнуэль П. Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров.-М.: Знание, 1988.-192 с.

  1. Дайсон Ф, Хаар Д. Нейтронные звёзды и пульсары, М.1973

  1. Манчестер Р., Тейлор Дж. Пульсары, М,1980

  1. Пенроуз Р. Чёрные дыры. УФН, М, 1973, т.109, вып. 2

  1. Пикельнер С.Б. (под редакцией) Происхождение и эволюция галактик и звёзд. М, 1976

  1. Фролов В.П. Чёрные дыры и квантовые процессы в них. УФН, 1976, т.118, вып.3

  1. Шкловский И.С. Звёзды. Их рождение, жизнь и смерть. 2-ое издание, М.1977

  1. Бова Б. Новая астрономия /Пер. с англ. В.Чертопруда; Под ред. Б.Н.Пановкина.-М.: Мир, 1976.-231 с

  1. Волков А. Переменные звезды. Пульсары //Волков А. Земля и небо.-М., 1972.-С.191-195.

  1. Даукурт Г. Что такое пульсары? /Пер. с нем. В.Калениченко.-К.: Рад. шк., 1986.-168 с.

  1. Комаров В., Пановкин Б. Занимательная астрофизика /Под ред. В.Чарушина.-М.: Наука, 1984.-192 с.

  1. Миттон С., Миттон Ж. Астрономия.- М., 1995.-С.142-143.

Loading...

 
 

Цікаве