რა არის შავი ხვრელი?
შავი ხვრელი არის რეგიონი სივრცეში, სადაც გრავიტაციის ძალა იმდენად დიდია, რომ სინათლეც კი ვერ ახერხებს თავის დაღწევას. ძლიერი გრავიტაციის წარმოქმნის მიზეზი არის მატერიის შეკუმშვა პატარა სივრცეში. მსგავსი რამ შეიძლება მოხდეს ვარსკვლავის სიკვდილისას. შავი ხვრელების ნაწილი სწორედ მომაკვდავი ვარსკვლავებისგან წარმოიქმნა.
გამომდინარე იქიდან, რომ მათ სინათლეც ვერ დაუსხლტება, შავი ხვრელები უხილავია. თუმცა კოსმოსური ტელესკოპები სპეციალური ინსტრუმენტებით ახერხებენ მათ აღმოჩენას. ისინი აკვირდებიან შავ ხვრელთან ძალიან ახლოს მყოფი მატერიისა და ვარსკვლავების ქცევებს.
მიუხედავად იმისა, რომ ტერმინი 1967 წელს შეიმუშავა პრინსტონის ფიზიკოსმა ჯონ უილერმა, საუკუნეების მანძილზე არსებობდა მოსაზრება ისეთი კოსმოსური ობიექტის შესახებ, რომელსაც მასიურობისა და სიმკვრივის გამო სინათლე ვერ დაუსხლტებოდა. შავი ხვრელები ნაწინასწარმეტყველები იქნა აინშტაინის ზოგადი ფარდობითობის თეორიით. მის მიხედვით, ვარსკვლავის სიკვდილის შემდეგ რჩება პატარა მკვრივი ბირთვი. თუკი ბირთვი მზეზე სამჯერ მასიურია, ფორმულების მიხედვით, გრავიტაცია გადააჭარბებს ყველა სხვა ძალას და წარმოქმნის შავ ხვრელს.
რამდენად დიდია შავი ხვრელი?
შავი ხვრელები მრავალნაირი ზომისაა, თუმცა არსებობს მათი სამი ძირითადი ტიპი. შავი ხვრელის მასა და ზომა განსაზღვრავს, რომელ ტიპს ეკუთვნის ის.
ყველაზე პატარები ცნობილი არიან, როგორც პირვანდელი შავი ხვრელები. მეცნიერები თვლიან, რომ ისინი ისეთივე პატარები არიან, როგორც ატომები, მაგრამ მათი მასა მთისას უდრის.
საშუალო ზომის შავი ხვრელებიდან ყველაზე გავრცელებულია „ვარსკვლავური” ტიპი. ვარსკვლავური შავი ხვრელის მასა შეიძლება მზის წონას 20-ჯერ აღემატებოდეს, ზომით კი 16 კმ დიამეტრის ბურთში მოთავსდეს. ჩვენი ირმის ნახტომის გალაქტიკაში სავარაუდოდ ათობით ასეთი შავი ხვრელია.
ყველაზე დიდ შავ ხვრელებს „ზემასიურს” უწოდებენ. მათი წონა მილიონ მზეზე მეტია და მოთავსდებიან სფეროში, რომლის დიამეტრიც მზის სისტემის ზომისაა. მეცნიერული აღმოჩენები მიანიშნებს, რომ ყველა დიდ გალაქტიკას ცენტრში ზემასიური შავი ხვრელი აქვს. ერთ-ერთი მათგანი არის ირმის ნახტომის გალაქტიკაშიც და „Sagittarius A” ეწოდება. მისი მასა 4 მილიონი მზის ტოლია, ზომით კი მზეში მოთავსდება.
როგორ ჩნდებიან შავი ხვრელები?
ითვლება, რომ პირვანდელი შავი ხვრელები სამყაროს ადრეულ ეტაპზე წარმოიშვნენ, დიდი აფეთქებიდან მალევე.
ვარსკვლავური შავი ხვრელები ყალიბდებიან, როცა ძალიან მასიური ვარსკვლავის ცენტრი საკუთარ თავში ახდენს კოლაფსს. ამ კოლაფსით ასევე მიიღება ზეახალი, იგივე აფეთქებული ვარსკვლავი, რომელიც ვარსკვლავის ნაწილებს კოსმოსში ფანტავს.
მეცნიერთა მოსაზრებით, ზემასიური შავი ხვრელები შესაბამის გალაქტიკებთან ერთად ყალიბდებიან. მათი ზომა დამოკიდებულია იმ გალაქტიკის ზომასა და მასაზე, რომელშიც იმყოფებიან.
თუკი შავი ხვრელი „შავია”, საიდან იციან მეცნიერებმა მათი არსებობის შესახებ?
შავი ხვრელის დანახვა შეუძლებელია, რადგან ძლიერი გრავიტაცია თავისკენ, შავი ხვრელის ცენტრისკენ ითრევს სინათლეს. თუმცა მეცნიერებს შეუძლიათ გრავიტაციის გავლენის შემჩნევა მის გარშემო მყოფ ვარსკვლავებსა და აირებზე. თუკი ვარსკვლავი სივრცის რომელიმე წერტილს გარს უვლის, მეცნიერები შეისწავლიან მის მოძრაობას, რათა დაადგინონ, მოძრაობს თუ არა ის შავი ხვრელის გარშემო.
როდესაც შავი ხვრელი და ვარსკვლავის ორბიტა ერთმანეთთან საკმაოდ ახლოსაა, გამოიყოფა მაღალენერგეტიკული სინათლე. სამეცნიერო ინსტრუმენტებით ამ სინათლის შემჩნევა შესაძლებელია.
ზოგჯერ შავი ხვრელის გრავიტაცია ისეთი ძლიერია, რომ ვარსკვლავს აცლის გარე აირებს და თავის გარშემო ქმნის ერთგვარ დისკოს, რომელსაც აკრეციული დისკო ეწოდება. როდესაც აირები აკრეციული დისკოდან შავი ხვრელისკენ მიემართებიან, ისინი ძალიან მაღალ ტემპერატურამდე ხურდებიან და ყველა მიმართულებით გამოყოფენ რენტგენის სხივებს. ნასას ტელესკოპებით იზომება გამოსხივება და ასტრონომები მეტ ინფორმაციას იგებენ შავი ხვრელის თვისებებზე.
შეიძლება შავმა ხვრელმა დედამიწა გაანადგუროს?
შავი ხვრელები სამყაროში არ დახეტიალობენ და შემთხვევით შერჩეულ ციურ სხეულებს არ ყლაპავენ. ისინი ემორჩილებიან გრავიტაციის კანონებს, მსგავსად სხვა კოსმოსური ობიექტებისა. შავი ხვრელის ორბიტა ძალიან ახლოს უნდა იყოს მზის სისტემასთან, რომ დედამიწაზე გავლენა მოახდინოს, რაც ნაკლებად მოსალოდნელია.
თუკი მზეს ჩაანაცვლებდა იგივე მასის მქონე შავი ხვრელი, დედამიწა მასში არ ჩავარდებოდა. იგივე მასის მქონე შავი ხვრელს მზის მსგავსი გრავიტაციული გავლენა ექნებოდა და პლანეტები ჩვეულებრივად იმოძრავებდნენ მის გარშემო.
მზე საბოლოოდ შავ ხვრელად გარდაიქმნება?
მზეს არ გააჩნია საკმარისი მასა, რომ შავ ხვრელად კოლაფსირდეს. მილიარდობით წლების შემდეგ, როცა მზე სიცოცხლის ბოლო სტადიაზე იქნება, წითელ გიგანტად* იქცევა. შემდეგ, როცა თავის საწვავს მთლიანად ამოწურავს, გარე შრეებს მოიცილებს და გარდაიქმნება აირის მანათობელ რგოლად, რომელსაც პლანეტარული ნისლეული ეწოდება. საბოლოოდ, რაც კი მზისგან დარჩება, გაგრილდება და თეთრი ჯუჯა** ჩამოყალიბდება.
როგორ შეისწავლის ნასა შავ ხვრელებს?
ნასა შავ ხვრელებს შეისწავლის ისეთი კოსმოსური ხომალდებით, როგორიცაა ჩანდრას რენტგენული გამოსხივების ობსერვატორია. 2008 წელს გაუშვეს ფერმის სახელობის ობსერვატორია, რომელიც გამა სხივებს – სინათლის ყველაზე ენერგიულ ფორმას – აკვირდება ზემასიური შავი ხვრელებისა და სხვა ასტრონომიული მოვლენების აღმოსაჩენად. ასეთი ხომალდები ეხმარება მეცნიერებს, პასუხი გასცენ კითხვებს სამყაროს წარმოშობაზე, ევოლუციასა და ბედისწერაზე.
