Gravitációs összeomlás
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. június 21-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .A gravitációs összeomlás a tárgyak gyors összenyomódása gravitációs erők hatására , ami az Univerzumban az objektumok kialakításának egyik alapvető módja . A gravitációs összeomlás a gázfelhők különálló csomókká bomlását is okozza , csillagkeletkezés esetén, úgynevezett gömbökké . Tehát az anyag egyenletes eloszlása galaxishalmazokat, magukat a galaxisokat és egyes csillagokat alkot. Az egyes csillagok fejlődése során az összeomlás leáll a hőmérsékletet és ennek megfelelően a gáznyomást növelő termonukleáris reakciók beindulása miatt [1] .
A nagy sűrűségű objektumok, például a fehér törpék és a neutroncsillagok esetében a gravitációs összeomlásnak ellenáll a degenerált gáz, illetve a neutronnyomás; van azonban egy abszolút Oppenheimer-Volkov-határ , amelyen túl már nincsenek fizikai mechanizmusok, amelyek ellenállnának az összeomlásnak, aminek következtében egy kellően masszív (több mint 3-4 M ☉ ) neutroncsillag fekete lyukká változik . A csillagmagok gravitációs összeomlása neutroncsillaggá vagy fekete lyukká a külső héj kitágulását okozza a felszabaduló energia hatására, ami szupernóva jelenségét hozza létre [2] .
A gázfelhők gravitációs összeomlása
A véletlenszerű ingadozások miatt az űrben elhelyezkedő, kellően nagy méretű gázfelhők egyenletes sűrűségeloszlást veszítenek. A folyamatot elősegítik az anyagcsomókat egyesítő gravitációs erők, de a gáz nyomásának és hőmérsékletének növekedése ezt megakadályozza. Az alacsony sűrűségű felhők azonban átlátszóak az infravörös sugárzás számára, és ha egyszer elindult, a gravitációs összeomlás folytatódik [1] .
Gravitációs összeomlás a csillagkeletkezés során
A kisebb gázfelhők, több ezer és több tízezer naptömeg összenyomódásuk során a számítások szerint még kisebb, a Napnak megfelelő tömegű, nála kisebb, tízszeres (ritkán százszorosát meghaladó) darabokra bomlik fel. Az ilyen csomókat a protocsillaggá való átalakulás közbenső szakaszában gömböcskéknek nevezzük . A számítások azt mutatják, hogy a csillagkeletkezés sebessége a gömböcskék tömegétől függ, és ha több tíz naptömegű tömegnél több millió év, akkor a Nap tömegénél ez kevesebb, mint tíz, sőt több száz millió év. A csillagkeletkezés során kellő forgási nyomaték megléte esetén egy vagy több csillag helyett egy bolygórendszerű csillag keletkezik egy gömbből, és a szögimpulzus átvitele az összehúzódó magból a protobolygóba. lemez a protocsillag forgó magjának mágneses tere miatt következik be [3] .
Egy csillag korlátlan gravitációs összeomlása
Amikor egy nagy tömegű csillag magjában lévő fúziós energia már nem képes ellenállni a gravitációnak, "magára esik" (összenyomódik) akár 70 000 km/ s sebességgel (ami nagyjából a fénysebesség 0,23-ával egyenlő ). és ez a hőmérséklet és a sűrűség növekedéséhez vezet. Hogy mi történik ezután, az az összeomló mag tömegétől és szerkezetétől függ: a kis tömegű degenerált atommagok neutroncsillagokat képeznek, a nagyobb tömegű degenerált magok többnyire teljesen fekete lyukakká omlanak össze, a nem degenerált magok pedig elszabadult fúzión mennek keresztül.
A degenerált magok kezdeti összeomlását felgyorsítja a béta-bomlás, a fotodezintegráció és az elektronbefogás, ami az elektronneutrínók robbanását okozza . A sűrűség növekedésével a neutrínók kibocsátása megszűnik, mivel azokat az atommag megfogja. A belső mag végül eléri a tipikusan 30 km-es átmérőt és egy atommaghoz hasonló sűrűséget, a neutron degenerációs nyomás pedig megpróbálja megállítani az összeomlást. Ha az atommag tömege több mint körülbelül 15 M ☉ ( a nap tömege ), akkor a neutronok degenerációja nem elegendő a csillag összeomlásának megállításához, és fekete lyuk lesz.
A kisebb tömegű atommagokban az összeomlás leáll, és az újonnan kialakult neutronmag kezdeti hőmérséklete körülbelül 100 milliárd kelvin, ami 6000-szerese a napmag hőmérsékletének. Ezen a hőmérsékleten minden ízű neutrínó-antineutrínó párok hatékonyan keletkeznek hősugárzással. Ezek a termikus neutrínók többszörösen nagyobb mennyiségben vannak jelen, mint az elektronbefogott neutrínók. Körülbelül 1046 joule, a csillag nyugalmi tömegének körülbelül 10%-a alakul át tíz másodperces neutrínókitöréssé, ami az esemény fő eredménye. A hirtelen leállt magösszeomlás helyreáll, és lökéshullámot hoz létre, amely ezredmásodperceken belül megáll a külső magban, mivel a nehéz elemek disszociációja miatt energiaveszteség lép fel. A nem jól ismert folyamat szükséges ahhoz, hogy a mag külső rétegei körülbelül 1044 joule-t (1 ellenséget ) tudjanak elnyelni a neutrínó impulzusából, látszólagos fényességet hozva létre, bár léteznek más elméletek is a "energiaellátás" módjáról. a robbanást.
A külső héj anyagának egy része visszaesik a neutroncsillagra, és a körülbelül 8 M☉ feletti atommagok számára elegendő tartalék van ahhoz, hogy fekete lyukat képezzenek. Ez a visszaesés csökkenti a keletkezett kinetikus energiát és a kilökött radioaktív anyag tömegét, de bizonyos helyzetekben relativisztikus sugarakat is generálhat, amelyek gamma-kitöréshez vagy kivételesen fényes szupernóvához vezethetnek.
Egy masszív, nem degenerált mag bomlása további összeolvadáshoz vezet. Amikor a mag összeomlása a pár instabilitása miatt indul el, megindul az oxigénfúzió, és az összeomlás megállítható. 40-60 M ☉ magtömegek esetén az összeomlás leáll, és a csillag sértetlen marad, de az összeomlás megismétlődik, ha egy nagyobb mag kialakul. A 60-130 M ☉ körüli magoknál az oxigén és a nehezebb elemek fúziója olyan erőteljes, hogy az egész csillag összeomlik, szupernóvát okozva. A tömegtartomány felső végén egy szupernóva szokatlanul fényes és rendkívül hosszú életű – 56 Ni kilökődik egy kolosszális tömegből . Még nagyobb magtömegek esetén a mag hőmérséklete elég magas lesz ahhoz, hogy lehetővé tegye a fotodezintegrációt, és a mag teljesen összeomoljon egy fekete lyukká.
Lásd még
Jegyzetek
- ↑ 1 2 GRAVITÁCIÓS ÖSSZEFÜGGÉS | Enciklopédia a világ körül . www.krugosvet.ru _ Letöltve: 2021. április 15. Az eredetiből archiválva : 2021. április 15.
- ↑ Asztronet > Gravitációs összeomlás . www.astronet.ru _ Letöltve: 2021. április 15. Az eredetiből archiválva : 2021. április 15.
- ↑ Csillagképződés - Fizikai enciklopédia . www.femto.com.ua _ Letöltve: 2021. április 15. Az eredetiből archiválva : 2021. június 23.
Linkek
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |