Fekete Lyukak: Rejtélyekkel Teli Csillagászati Entitások
Az univerzum egyik leglenyűgözőbb és legrejtélyesebb jelensége a fekete lyukak létezése. Ezek az óriási gravitációs csapdák olyan sűrűséggel rendelkeznek, hogy sem a fény, sem más elektromágneses sugárzás nem képes megszökni vonzásukból. Az ilyen fekete lyukak meglehetősen változatosak lehetnek, és a tudomány még mindig felfedezi tulajdonságaikat és hatásukat az univerzumra.
Mi az a fekete lyuk?
A fekete lyuk egy olyan terület az űrben, ahol a gravitációs vonzás olyan erős, hogy semmi sem tud elhagyni azt, beleértve a fényt is. Az esetek többségében a fekete lyuk egy összeomlott csillag maradványa, amelynek gravitációs vonzása összesűrűsödött olyannyira, hogy a téridő ívének olyan mély gödörét hozza létre, amelybe semmi sem szabadulhat be vagy jöhet ki.
- Hirdetés -
Ahhoz, hogy egy égitestet, például a Földet el tudja hagyni valami (például egy űrhajó), el kell érnie az úgynevezett szökési sebességet, ami az a sebesség, ami ahhoz kell, hogy legyőzze az égitest gravitációs erejét. Minél nagyobb egy égitest tömege, annál nagyobb sebesség kell az elhagyásához. A Föld esetében például 11,186 km/s (40 270 km/h) szükséges, a Szaturnusz esetén viszont már 36,09 km/s (128 824 km/h) kell az elhagyásához. A fekete lyuk esetében a szökési sebesség nagyobb, mint a fénysebesség (299 792,452 km/s = 1 079 252 827,2 km/h), ezért a fény sem tudja azt elhagyni. A fizika törvényei szerint a fénynél semmi sem haladhat gyorsabban, ezért a fekete lyukba csak befelé vezet az út.
Fekete lyuk keletkezik például, amikor egy a Napnál 1,7‑2,7‑szer nagyobb tömegű csillag az üzemanyagának elégetése után egy úgynevezett szupernóva‑robbanás során összeroppan.
Típusok és Méretek:
- Hirdetés -
Fekete lyukakat különböző típusokba sorolhatjuk, például a Stelláris tömegű fekete lyukak, melyek a több naptömegnyi csillag összeomlásából származnak, vagy a Supermasszív fekete lyukak, amelyek a galaxisok központjában találhatók és milliószor több tömegűek, mint a Nap. Ezek az entitások lehetnek mikrofekete lyukak is, amelyek sokkal kisebbek és alacsonyabb tömegűek.
Persze a fekete lyukaknak is számtalan fajtája van, de minket először a legnagyobbak, a szupermasszív fekete lyukak érdekelnek, ugyanis ott a leglátványosabbak a folyamatok.
Csücsül például egy szupermasszív fekete lyuk a mi galaxisunk közepén is, aminek a neve Sagitarius A.
A Fekete lyukak tömege:
Az óriási fekete lyukak keletkezéséhez elég nagy tömegű csillag szükséges, hogy még a belőle keletkezett neutroncsillag is összeroppanjon. Ez a tömeg jelenlegi ismereteink szerint valahol 1,7-2,7 naptömeg között van, a legkisebb ismert tömegű fekete lyuk 3,8 (±0,5) naptömegű.
Több, kisebb fekete lyuk ütközésével jöhetnek létre a sokáig keresett köztes tömegű fekete lyukak, ezek tömege néhány száz-néhány ezer naptömeg.
Vannak kisebbek, amik néhányszor akkorák „csak” a tömegüket illetően, mint a mi Napunk, és vannak hatalmas, óriási, felfoghatatlan tömegű fekete lyukak, amik a több tízmilliárd naptömeget is elérhetik.
- Hirdetés -
Jelenleg a közepes méretű fekete lyukak megfigyelése még hiányzik, ezért nem tudni, miként zajlik le az átmenet.
Fekete lyukak anyaga és hatások:
A James Webb űrteleszkóp adatainak felhasználásával egy elméleti asztrofizikusokból álló csapat arra a következtetésre jutott, hogy három galaxisban – a JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 és JADES-GS-z11-0-ban – nem magfúzióval működtek a csillagok, hanem a sötét anyagot alkotó részecskék ütközésével.
Cosmin Ilie és Jillian Paulin, az amerikai Colgate Egyetem, valamint Katherine Freese, a Texasi Egyetem tudósa szerint a modell segíthet megérteni a sötét anyag természetét, és megmagyarázhatja, honnan származik az univerzumban található nagyszámú szupermasszív fekete lyuk. A sötét csillagok több, a világegyetemmel kapcsolatos kérdésre is választ adhatnak – írja a Science Alert.
Az egyik ilyen fejtörést maga a sötét anyag jelenti. Nem tudjuk, hogy pontosan miből van, de az biztos, hogy többnek kell lennie annál, mint amit normál anyagként ismerünk. A másik probléma, hogy soha nem láttuk még az univerzumban keletkezett első csillagokat. Csupán annyit tudunk róluk, hogy léteztek.
Jelenlegi kutatási területei az első fekete lyukak kialakulása, a feketelyuk kettősök tulajdonságai, valamint a sötét energia és a sötét anyag tanulmányozása a gravitációs lencsehatáson keresztül.
- Hirdetés -
A fekete lyukak sok furcsa jelenséget hoznak létre a környezetükben. Az anyag, amely a fekete lyukba esik, hatalmas sebességgel mozogva kiemelkedő hőt és sugárzást hoz létre, amit észlelhetünk. Emellett a környezetüket is befolyásolják, például a csillagok mozgását a galaxisok központjában.
Fekete lyukak és az űrkutatás:
A fekete lyukak tanulmányozása kulcsfontosságú az űrkutatás számára. A gravitációs hullámok észlelése, amelyeket összeolvadó fekete lyukak hoznak létre, új lehetőségeket nyit meg a távoli univerzum megismerésére. Emellett a fekete lyukak lehetnek az útmutatóink a kvantummechanika és a relativitáselmélet összekapcsolásában is.
Az eredmény nagyon függ a gázfelhők tulajdonságaitól illetve attól is, hogy a fekete lyukak pontosan hogyan mozognak bennük
Az eddig megmért forgási sebességű fekete lyukak esetében a* mindig 0,95 fölötti értéknek adódott, például a GRS 1915+105 jelű objektumnál a* 0,98, ez másodpercenként több mint 950 fordulatot jelent.
Következtetés:
A fekete lyukak evolúciója mélyrehatóbb megértése és tanulmányozása továbbra is a tudomány egyik legizgalmasabb területe marad. Ezek a rejtélyes és extrém fizikai jelenségek lehetőséget nyújtanak az emberiség számára, hogy mélyebb betekintést nyerjen az univerzum működésébe és természetébe.
