Gwiazdowa czarna dziura

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Gwiazdowa czarna dziura[1]czarna dziura powstająca w wyniku kolapsu grawitacyjnego masywnej gwiazdy (o masie większej niż ok. 20 M).

Kiedy wewnątrz gwiazdy o masie przynajmniej 20 ~ 150 razy większej od masy Słońca zaczyna kończyć się wodór, rozpoczyna się jej agonia. W jądrze najpierw zużywany jest hel, potem kolejne, coraz cięższe pierwiastki. Kiedy gwiazda zaczyna zużywać żelazo, reakcja jądrowa wymaga już dostarczania energii z zewnątrz, nie produkuje nadwyżki energetycznej, przez co gwiazda nie jest już w stanie wytworzyć dość energii, aby przeciwdziałać zapadaniu się pod wpływem własnej grawitacji. Podczas potężnej eksplozji, nazywanej supernową, spowodowanej gwałtownym spadkiem ciśnienia między szybko zapadającym się jądrem a napuchniętym płaszczem, a także utratą stabilności mechanicznej, następuje emisja ogromnej ilości energii (równej w przybliżeniu takiej, jaką wydziela cała galaktyka w ciągu sekundy) i spora część materii gwiazdowej ucieka. W środku pozostaje żelazne jądro, które nie przestaje się zapadać i tworzy gwiazdę neutronową utrzymywaną w stabilności mechanicznej dzięki zakazowi Pauliego dla fermionów (neutronów). Jej nazwa pochodzi stąd, że przemiany spowodowane grawitacją mają miejsce już na poziomie atomowym – elektrony zbijają się z protonami w neutrony, które bardzo ciasno upakowują się obok siebie. Jeżeli masa obiektu jest dość wielka i takie reakcje nie wystarczą, to również takie ciało nie wytrzymuje własnego ciężaru i zapada się do granic możliwości, w wyniku czego powstaje czarna dziura.

Czarne dziury mogą powstawać także dzięki zapadnięciu się supermasywnych gwiazd bez towarzyszącego wybuchu supernowej. Jądra tego typu gwiazd w niektórych przypadkach (liczba ta szacowana jest na ok. 20% wszystkich potencjalnych supernowych) zapadają się tak szybko, że uniemożliwiają ucieczkę fotonów i gwiazda zmienia się bezpośrednio w czarną dziurę, "znikając" z widzialnego Wszechświata. Spekuluje się, że tego typu implozje mogą być wykryte dzięki emisji neutrino[2].

W naszej Galaktyce znajduje się szereg obiektów które mogą być gwiazdowymi czarnymi dziurami (tzw. Black Hole Candidates, BHC), wszystkie należą do rentgenowskich układów podwójnych:

Nazwa Masa BHC (M) Masa towarzysza BHC (M) Okres orbitalny (dni) Odległość od Ziemi(ly) Koordynaty
A0620-00/V616 Mon 11 ± 2 2,6−2,8 0,33 około 3500 06:22:44 -00:20:45
GRO J1655-40/V1033 Sco 6,3 ± 0,3 2,6−2,8 2,8 5000−11000 16:54:00 -39:50:45
XTE J1118+480/KV UMa 6,8 ± 0,4 6−6,5 0,17 6200 11:18:11 +48:02:13
Cygnus X-1 11 ± 2 ≥18 5,6 6000−8000 19:58:22 +35:12:06
GRO J0422+32/V518 Per 4 ± 1 1,1 0,21 około 8500 04:21:43 +32:54:27
GS 2000+25/QZ Vul 7,5 ± 0,3 4,9−5,1 0,35 około 8800 20:02:50 +25:14:11
V404 Cygni 12 ± 2 6,0 6,5 około 10000 20:24:04 +33:52:03
GX 339-4/V821 Ara 5−6 1,75 około 15000 17:02:50 -48:47:23
GRS 1124-683/GU Mus 7,0 ± 0,6 0,43 około 17000 11:26:27 -68:40:32
XTE J1550-564/V381 Nor 9,6 ± 1,2 6,0−7,5 1,5 około 17000 15:50:59 -56:28:36
4U 1543-475/IL Lupi 9,4 ± 1,0 0,25 1,1 około 24000 15:47:09 -47:40:10
XTE J1819-254/V4641 Sgr 7,1 ± 0,3 5-8 2,82 24000 - 40000[3] 18:19:22 -25:24:25
GRS 1915+105/V1487 Aql 14 ± 4,0 ~1 33,5 około 40000 19:15;12 +10:56:44
XTE J1650-500 9,7 ± 1,6 [4] , 0,32[5] około 8500 16:50:01 -49:57:45

Przypisy

  1. Bogusz Kinasiewicz. Skąd wiadomo, że to, co widzimy, jest czarną dziurą?. „Foton”, s. 5, 2004. Instytut Fizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. ISSN 1234-4729. [dostęp 2013-09-08]. 
  2. Lili Yang, Cecilia Lunardini, Revealing local failed supernovae with neutrino telescopes, „{{{czasopismo}}}”, arXiv:1103.4628v1 [astro-ph.CO] (ang.).
  3. Jerome A. Orosz i inni, A Black Hole in the Superluminal source SAX J1819.3-2525 (V4641 Sgr), „The Astrophysical Journal”, 555 (1), 2001, DOI10.1086/321442, arXiv:astro-ph/0103045v1 (ang.).
  4. Nickolai Shaposhnikov, Lev Titarchuk, Determination of Black Hole Masses in Galactic Black Hole Binaries using Scaling of Spectral and Variability Characteristics, „The Astrophysical Journal”, 699 (1), 2009, s. 453-468, DOI10.1088/0004-637X/699/1/453, arXiv:0902.2852v1 [astro-ph.HE] (ang.).
  5. Jerome A. Orosz i inni, Orbital Parameters for the Black Hole Binary XTE J1650–500, „The Astrophysical Journal”, 616 (1), 20 listopada 2004, s. 376-382 (ang.).

Linki zewnętrzne[edytuj]