Juodosios skylės yra didžiuliai kosminiai reiškiniai, tokie dideli, kad net šviesa negali jų palikti. Daugelis žmonių mano, kad juodosios skylės sėdi ir valgo dujas ar dulkes.
Bet ar juodosios skylės iš tikrųjų gali turėti įdomesnį vidinį gyvenimą? Ar jie, pavyzdžiui, gali sprogti? Jei sprogimas reiškia „staigų, trumpalaikį didžiulio energijos kiekio išsiskyrimą“, atsakymas yra vienareikšmis „taip“. O įdomiausia tai, kad jie gali net sprogti keliais įdomiais būdais.
Yra vienas būdas, kaip juodosios skylės gali sprogti. Šis procesas paaiškinamas tuo, kad juodosios skylės nėra visiškai juodos, ką 1976 metais atrado garsus astrofizikas Stephenas Hawkingas.
„Klasikinėje fizikoje niekas negali išeiti iš skylės“, – elektroniniame laiške „Live Science“ sakė Ohajo valstijos universiteto fizikas Sameeras Mathuras. „Tačiau Hokingas nustatė, kad pasitelkus kvantinę mechaniką skylė iš lėto atima energiją begalybėje, skleisdama mažos energijos spinduliuotę, vadinamą Hokingo spinduliuote.
Kol juodoji skylė nesugers naujos medžiagos, ji lėtai praras masę, nes skleis Hawkingo spinduliuotę, tačiau ji yra lėta. Tipiška juodoji skylė, kurios masė kelis kartus didesnė už Saulės masę, kiekvienais metais išspinduliuoja apie vieną fotoną arba šviesos paketą. Tokiu greičiu tipinė juodoji skylė visiškai išgaruoja per 10^100 metų.
Tačiau Hokingas suprato, kad mažesnės juodosios skylės išgaruoja daug greičiau. Juodoji skylė vis mažėja ir skleidžia vis daugiau spinduliuotės. Paskutinėmis savo gyvavimo akimirkomis juodoji skylė skleidžia tiek daug radiacijos ir taip greitai, kad veikia kaip bomba, išskirdama didelės energijos spinduliuotės ir dalelių srautą.
Jei mažos (Žemės dydžio) juodosios skylės būtų susiformavusios itin ankstyvoje visatoje, joms išgaruoti būtų prireikę kelių milijardų metų, o tai reiškia, kad šios „pirminės“ juodosios skylės, jei jos egzistuoja, šiuo metu sprogsta visoje visatoje. Iki šiol astronomai nerado pirminių sprogstančių juodųjų skylių įrodymų, tačiau jų gali būti.
Juodosios skylės sprogsta per kitokį sprogimą, kokio nėra niekur kitur visatoje dėl jų sukimosi. Besisukančios juodosios skylės – dar vadinamos Kero juodosiomis skylėmis Naujosios Zelandijos matematiko Roy Kerro vardu, kuris pirmasis suprato, kaip jos veikia – sukuria ergosferą aplink jų įvykių horizontus. Ergosfera yra pailgos erdvės sritis, kurioje niekas negali likti nejudantis. Viskas, kas patenka į besisukančią juodąją skylę, pradeda suktis aplink ją, kai dalelė patenka į ergosferą.
Erdvė-laikas aplink besisukančią juodąją skylę taip pat gali pritraukti fotonus. Jei fotonų yra pakankamai, jie gali atšokti vienas nuo kito arba nuo bet kokių pasiklydusių dalelių. Kartais dėl atšokimo fotonai palieka ergosferą. Tačiau kitais atvejais dėl atšokimo fotonai patenka giliau į juodąją skylę, kur jie įgauna energijos. Tada jie vėl gali išsisklaidyti į aukštesnę orbitą ir vėl kristi žemyn.
Su kiekvienu šio proceso kartojimu ir kiekvienu keliavimu aplink juodąją skylę fotonas įgyja energijos. Šis procesas vadinamas „perkaitimu“. Jei fotonas pagaliau išsilaisvins, jis turės milžinišką energijos kiekį, palyginti su tuo, kada jis pirmą kartą pradėjo kelionę.
Jei šiame procese dalyvauja pakankamai fotonų, jie gali iš karto išsiveržti su neįtikėtina energija, virsdami vadinamąja „juodosios skylės bomba“. Net jei pati juodoji skylė nesprogsta, šis superradiacijos efektas dar kartą parodo, kaip stipriai juodosios skylės gali paveikti aplinką.
Labiausiai paplitęs būdas, kuriuo juodosios skylės sukelia sprogimus, yra ne savęs sunaikinimas, o nenugalimos gravitacinės jėgos jėga. Supermasyvios juodosios skylės randamos galaktikų centruose, o kartais per arti prasilenkia dideli materijos gumulai, pavyzdžiui, žvaigždės. Kai taip nutinka, žvaigždę suplėšo potvynių ir atoslūgių efektai, o šis plyšimas sukelia sprogstamą energijos išsiskyrimą. Astronomai Žemėje gali stebėti šį energijos išsiskyrimą kaip trumpą, bet intensyvų rentgeno ir gama spindulių pliūpsnį.
Šios supermasyvios juodosios skylės ne tik smulkina žvaigždes, bet ir dažnai surenka materijos spiečius, kurie nuolat sukasi aplink jas milžiniškais akrecijos diskais. Akreciniai diskai pasiekia kvadrilijonų laipsnių temperatūrą, todėl jie yra ryškiausi objektai visatoje – vienas švytintis diskas vienu metu gali apšviesti daugiau nei milijoną galaktikų.
Esant didžiausiai galiai, diskai sukuria elektrinius ir magnetinius laukus, kurie dalį disko medžiagos traukia aplink juodąsias skyles į ilgas plonas čiurkšles, besitęsiančias dešimtis tūkstančių šviesmečių. Nors šie purkštukai techniškai nėra sprogimai, jie vis tiek yra gana intensyvūs.
Jūs galite padėti Ukrainai kovoti su Rusijos įsibrovėliais. Geriausias būdas tai padaryti – aukoti lėšas Ukrainos ginkluotosioms pajėgoms per Išgelbėk gyvybę arba per oficialų puslapį NBU.
Taip pat skaitykite: