კოსმოსის გასაღები – შავი ხვრელები, ჰიპოთეზა თუ ფაქტი?


როგორც უკვე დაგპირდით ეს არის გაგრძელება პოსტისა კოსმოსი გასაღები – ანუ საიდან ვიცით უცნაური რაღაცეები და აი მივადექით მისტერიულ შავ ხვრელებს. ამ ობიექტებზეც ხშირად უკითხავთ “ჰიპოთეზაა თუ არსებობს მათი არსებობის დამადასტურებელი რაიმე ფაქტი?”

რადგან ამის გაგება გვსურს მოვყვეთ შავი ხვრელების ისტორია:

Supermassive_black_hole

შავი ხვრელი

პირველ რიგში რა არის შავი ხვრელი? – შავი ხვრელი არის ზემძიმე ობიექტი, რომლის გრავიტაციაც იმდენად უზარმაზარია რომ მისგან სინათლის სხივსაც კი არ შეუძლია თავის დაღწევა. ამიტომ ის ყველაფერს იზიდავს და ყლაპავს რაც მის ახლოა. ის ყლაპავს, ვარსკვლავებს, პლანეტებს და თვით გალაქტიკებსაც შეექცევა, თუმცა გალაქტიკები ძალიან დიდია ამიტომ ამ მხრივ სანერვიულო არაფერი გვაქვს, ჩვენი გალაქტიკა სულ ცოტა რამდენიმე ტრილიონ წელიწადს კვლავ იარსებებს. შავი ხვრელები იბადება ზეახალი ვარსკვლავის აფეთქებისას, როდესაც გიგანტი ვარსკვლავის ბირთვი არნახულ წნევას განიცდის. გიგანტ ვარსკვლავებში მიმდინარეობს მრავალი ელემენტის სინთეზი, როდესაც ცენტრში სინთეზის შედეგად წარმოიქმნება ელემენტი რკინა, რკინის ბირთვში სინთეზი წყდება, რკინიდან ვეღარ წურავს ვარსკვლავი ენერგიას, ამიტომ შიდა შრეებში გრავიტაცია იმარჯვებს რადგან ამომგდები ბირთვული ძალა დამარცხებულია, ბირთვი უზარმაზარი წონის და წნევის გამო ექსტრემალურად იკუმშება, შეკუმშვა ზოგჯერ ისეთი ძლიერია რომ ბირთვის რადიუსის შემცირება აჭარბებს შვარცშილდის რადიუსის ზღვარს. შვარცშილდის რადიუსი წარმოადგენს ობიექტის იმ რადიუსს რომლლამდეც ობიექტის შეკუმშვა იწვევს შავი ხვრელის გაჩენას. შესადარებლად დედამიწის შვარცშილდის რადიუსია 1 სანტიმეტრი, მზის დაახლოებით 3 კილომეტრი.  დედამიწა 1 სანტიმეტრამდე უნდა შევკუმშოთ რომ მისგან შავი ხვრელი გავაკეთოთ, მზე კი სამი კილომეტრის რადიუსამდე. თითქოს წარმოუდგენელია დედამიწა ასე ძალიან შეკუმშოთ, როგორ ხდება ეს ვარსკვლავში? გიგანტ ვარსკვლავებში, როგორც უკვე აღვნიშნე მასა და გრავიტაცია უზარმაზარია.

black-hole2

რა ემპირული მტკიცებულებები გვაქვს შავი ხვრელების სასარგებლოდ? რათქმაუნდა თავიდან შავი ხვრელი დაიბადა როგორც ჰიპოთეზა, თეორია. პირველად პიერ ლაპლასმა იწინასწარმეტყველა ნიუტონის მიზიდულობიდან გამომდინარე. მან სრულიად ლოგიკურად ივარაუდა რომ საკმარისად მძიმე ობიექტს ვერ დაუსხლტებოდა თვით სინათლეც კი. შემდეგ კი კარლ შვარდცშილდმა აინშტაინის ფარდობითობის თეორიიდან გამომდინარე გააკეთა დასკვნა რომ გარკვეულ რადიუსამდე შეკუმშვის შემდეგ ობიექტის გრავიტაცია გახდებოდა იმდენად დიდი რომ ის დაიწყებდა ყველაფრის მიზიდვას, სინათლისაც კი.

დიდი ხნის განმავლობაში შავი ხვრელები იყო მხოლოდ ჰიპოთეზა, თეორიული დაშვება, მეცნიერები გაურბოდნენ კიდეც მათ. რადგან ისინი ფიზიკის კანონებს უგულვებელყოფდნენ. შავი ხვრელების პირდაპირ აღმოჩენა შეუძლებელიც კი ჩანდა, რადგან ის არის ბნელი, შავი ობიექტი რომელიც არ ასხივებს არაფერს (კლასიკური ფიზიკიდან გამომდინარე) და მისგან სინათლესაც არ შეუძლია თავის დაღწევა. იქნებ ეს მხოლოდ თეორიული ვარაუდია და არა რეალობა? მაგრამ შავი ხვრელები ასტრონომიული რეალობა გახდა:

ზემასიური შავი ხვრელები ძირითადად მდებარეობენ გალაქტიკათა ცენტრებში. მათი უშუალო დამზერა ვერ ხდება, მაგრამ ხდება იმ ეფექტების დამზერა, რასაც ისინი იწვევენ. მაგალითად იმ აირების და გაზის რაც შავ ხვრელში მიედინება როგორც დგუშ მოხსნილ ტრაპში. ვარსკვლავების რომლებიც ძალიან ახლოს მოძრაობენ შავი ხვრელის ირგვლივ ორბიტაზე. ფარდობითობის თეორიიდან გამომდინარე გამოითვლება თუ რა მასის ობიექტი იწვევს ვარსკვლავების ამგვარ მოძრაობას. უჩინარი ობიექტების მასა ხშირად გვეუბნება რომ ეს ობიექტი უნდა იყოს შავი ხვრელი. მაგალითად ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში დამზერილია ვარსკვლავი S2 რომელიც გალაქტიკის ცენტრს ყოველ 15 წელიწადში გარშემოუვლის. (15 წლის მანძილზე განუწყვეტლივ მიმდინარეობდა მისი ტრაექტორიის დამზერა) ის 17 სინათლის საათით არის დაშორებული ცენტრალური სხეულისგან (დაახლოებით იმდენით რაც გვაშორებს ჩვენ და ვოიაჯერ 1-ს) მისი მოძრაობის სიჩქარიდან და სხვა მახასიათებლებიდან (ორბიტა, მასა) გამომდინარე ასევე მისი მეზობელი ვარსკვლავების ანალოგიური მახასიათებლებიდან გამომდინარე, დადგინდა ცენტრალური ობიექტის მასა. (რაც უფრო სწრაფად მოძრაობენ ობიექტები, მით უფრო მძიმეა მათი მამოძრავებელი ობიექტი) ის 4 მილიონი მზის მასის ტოლია. ასეთი წონა მხოლოდ შავ ხვრელს შეიძლება ქონდეს. ასევე ობიექტის რადიუსი უნდა იყოს 17 სინათლის საათზე საგრძნობლად ნაკლები, წინააღმდეგ შემთხვევაში ვარსკვლავი რომელიც ზემოთ ვახსენეთ (S2) შეეჯახებოდა მას. ახალი დაკვირვებები ემხრობა აზრს რომ ობიექტის რადიუსი არ არის  6 სინათლის საათზე უფრო დიდი. ეს ყველაფერი ნიშნავს იმას რომ ასეთ მცირე ფართობში 4 მილიონი მზის მასის ობიექტი შეიძლება იყოს მხოლოდ შავი ხვრელი.

ირმის ნახტომის ცენტრალური შავი ხვრელის უახლოესი ვარსკვლავები და მათი ორბიტები

რომელიც 15 წელზე მეტ ხანს იყო მუდმივი დაკვირვების საგანი

A_Black_Hole’s_Dinner_is_Fast_Approaching_-_Part_2.ogv

ზემასიური შავი ხვრელები აღმოჩენილია სხვა გალაქტიკათა ცენტრებშიც. მაგალითად უზარმაზარი ელიფსური გალაქტიკის M87-ის ცენტრში. შავი ხვრელის არსებობას ცხელი აირის და გაზის სწრაფი წრიული მოძრაობა ადასტურებს. 1994 წელს ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის დაკვირვებების მეშვეობით მეცნიერებმა გამოთვალეს გალაქტიკის ცენტრში მოძრავი მატერიის კინეტიკური ენერგია, საიდანაც დადგინდა ცენტრალური შავი ხვრელის დაუჯერებელი წონა- ის მზეზე სამ მილიარდჯერ მძიმეა – მთელი ეს მასა კი მოქცეულია ჩვენ მზის სისტემაზე უფრო მცირე მანძილში.

შავი ხვრელების აღმოჩენა ხდება ასევე X გამოსხივების მეშვეობით. ცხელი აირები რომლებიც, გიჟურ რბოლაში არიან შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტთან, გამოყოფენ X გამოსხივებას. მსგავსი მეთოდით ხდება არა მხოლოდ ზემასიური შავი ხვრელების აღმოჩენა არამედ შედარებით მცირე შავი ხვრელების აღმოჩენაც. მაგალითად გედის X-1. ასეთი შემთხვევები მრავლადაა – ორი ობიექტი, ერთი არის გიგანტი ვარსკვლავი მეორე კი ყოფილი კომპანიონისგან დარჩენილი შავი ხვრელი, რომელიც მას მატერიას სტაცებს. ვარსკვლავისგან მიტაცებული მატერია შავი ხვრელის გარშემო ქმნის აკრეციულ დისკოს, სადაც გაზი ექსტრემალურად 100 მილიონ გრადუსამდე ცხელდება და გამოიყოფა ძლიერი X გამოსხივება. ეს ორი ობიექტი ჩვეულებვრივი ვარსკვლავი რომ იყოს, ასეთი ძლიერი X გამოსხივება არ იქნებოდა. გედის X-1-ზე მეცნიერებმა ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მეშვეობით დააფიქსირეს აკრეციულ დისკში ულტრაიისფერი სინათლის პულსების თანდათანობითი ჩაქრობა და გაუჩინარება. ეს ნიშნავს იმას რომ ცხელი აირი უჩინარდება შავ ხვრელში.

CygnusX

ბოლოსთვის კი საინტერესო ლექცია შავ ხვრელებზე გია დვალისგან რომელიც მან ჩაატარა 26 იანვარს თსუ-ში

მართალია ხმა ცუდად ისმის ზოგჯერ, მაგრამ თუ აუწევთ გაიგებთ 😀

P.S: გაგრძელება იქნება.

Advertisements

4 Responses to კოსმოსის გასაღები – შავი ხვრელები, ჰიპოთეზა თუ ფაქტი?

  1. Sophie says:

    მშვენიერი პოსტია

  2. dasd says:

    აუ რა მაგარი იყო!!!!
    კაი პოსტია

გაიარეთ ავტორიზაცია კომენტარის დასამატებლად: michael კომენტარის გაუქმება

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  შეცვლა )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  შეცვლა )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  შეცვლა )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  შეცვლა )

Connecting to %s

მიმტანის დღიური

ყოველდღიურობით დაღლილი მიმტანი წუწუნს იწყებს!

კუდიანის ბლოგი

vichoraot.wordpress.com © 2012 ~ 2016

Merz AnnA Blume

ანა ბლუმის დღიური

pretty much random

because we can

Lucid Dreaming Georgia

ბლოგი სიზმრებსა და ძილზე

ტივტივა

ყველაზე საინტერესო ბლოგები მხოლოდ ჩვენთან!!! 2kci.wordpress.com

Z E I T G E I S T

Dedicated To Spinoza

Molly Bloom's Day™

ასტრიდ ლინდგრენი – 111

პინგვინთა კუნძული

ბლოგი პინგვინეთიდან

Lizalinza's Blog

Just another WordPress.com site

ირმის ნახტომი

გოგონა უცნაური მაისურებით

Social Animal's Kingdom

I know but one freedom, and that is the freedom of the mind. Antoine De Saint-Exupery

WordPress.com

WordPress.com is the best place for your personal blog or business site.

M(ichael's)y images

ბლოგი ყველაფრის შესახებ

%d bloggers like this: