Azonosító:
Jelszó:
Emlékezz rám!
Elfelejtetted a jelszavadat?

Itt bepillanthatsz
a Mi MICSODA filmekbe:

Get Flash to see this player.

Csillagnyelés

2015. december 04., 14:52
 

Nemrég, a Science c. tudományos lap közlése nyomán a magyar újságok is közzé tették a különleges eseményt: egy nemzetközi kutatócsoport tagjai először lehettek a szemtanúi annak, hogy egy fekete lyuk beszippant egy haldokló csillagot, és ezután – visszaigazolva az addigi, elméleti számításokat – nagy lobbanással anyagot bocsát ki magából.


 
Hogy ne csak a csillagok halálával foglalkozzunk: egy fantáziarajz szerint így nézhet ki egy csillagot (napot) „szülő”, protoplanetáris por- és gázkorong, közvetlenül a csillag születése után, de még a majdani bolygók formálódásának kezdete előtt. (Fotó: NASAR)

Hogyan követték a csillagot?
Az Index cikke szerint a megfigyelést az tette lehetővé, hogy az Ohio State University kutatócsoportja a hawaii optikai távcsövével észlelt egy éppen elpusztuló csillagot. Ezt a felfedezésüket 2014 decemberében bejelentették a Twitteren. Ennek alapján egy másik csoport, a Velzen csapata kapcsolatba lépett azokkal az oxfordi asztrofizikusokkal, akik különösen jó rádióteleszkópokkal rendelkeztek. Ők, az információk alapján a teleszkópjaikkal ráálltak a csillagra, hogy végigkövessék a pusztulása folyamatát. A megfigyelések során rengeteg műholdas és földközeli mérési adatot gyűjtöttek be, és a röntgen-, rádió- és optikai tartományban is rögzítettek jeleket.
A Science jelentése szerint a csillag már csak azért is különösen érdekes a számunkra, mert körülbelül akkora volt, mint a mi galaxisunk Napja. És, mint kiderült: útja végén egyszer letért a pályájáról, és becsúszott egy fekete lyuk gravitációs vonzáskörzetébe, majd egyszer csak eltűnt benne! (A folyamatot gyorsított tempóban végig tudod nézni az Index cikkében is közzé tett, szimulációs videón.) Az asztrofizikusok már korábban kiszámolták, hogy amikor egy fekete lyukba nagy mennyiségű gáz kerül, olyankor gyorsan mozgó plazma szabadulhat ki az eseményhorizont közeléből. A mostani követés megerősítette, hogy ebben nem tévedtek: valóban ez történik.

Mitől „fekete” az a lyuk?
A fekete lyuk a világegyetem egy sajátos jelenségének elnevezése. A téridő olyan tartománya, ahonnan az erős gravitáció miatt semmi, még a fény sem tud távozni, tehát sötétség van. Más szóval: a fekete lyukak tömege olyan nagy, és a méretük ehhez képest olyan kicsiny, hogy ez az, ami miatt anyag vagy sugárzás nem tud eltávolodni tőlük.
Ez tehát olyan égitest, amelynél azonban nincs ott semmiféle „test”: a fekete lyuknak nincs belső szerkezete, kívülről nézve pedig csak azért tudunk róla, mert mérni tudjuk a tömegét, a töltését (ill. annak hiányát) és a perdületét. Ezt a helyzetet a csillagászatban kopaszsági elvnek hívják.

A NASA fotója arról, ahogy egy csillagot éppen beszippant egy fekete lyuk.

A fekete lyukak létezését az általános relativitáselmélet támasztja alá, amely szerint ha egy véges tömeg a gravitációs összeomlásnak nevezett folyamat során egy kritikus értéknél kisebb térfogatba tömörül össze, akkor az anyag összehúzódását okozó gravitációs erő minden más anyagi erőnél nagyobb lesz, és az anyag egyetlen pontba húzódik össze.
Ebben a pontban egyes kutatók szerint bizonyos fizikai mennyiségek (sűrűség, téridő-görbület) végtelenné válnak, amit gravitációs szingularitásnak neveznek. A szinguláris szó jelentése: egyedi, kivételes, különleges viselkedést vagy szabálytalanságot mutató. A gravitációs szingularitás tehát azt jelenti, hogy a gravitációs mezőt leíró modellben végtelen mennyiségek jelennek meg. Másképp megfogalmazva: ott lép fel gravitációs szingularitás, ahol a gravitáció egyenletének matematikai szingularitása van.
Az általános relativitáselmélet egyúttal a téridő végtelen görbületét is feltételezi, a fekete lyukak közelében. A fekete lyuk ebből a szempontból kétféle lehet: forgó és nem forgó. A nem forgó, töltés nélküli fekete lyukban a szingularitás egyetlen pontot jelent, amit pontszingularitásnak neveznek. Forgó fekete lyukban azonban ez a tartomány egy gyűrű, amelyet gyűrűszingularitásnak neveznek. (A forgó fekete lyukakat Kerr-féle fekete lyukaknak is nevezik.)
Van még egy, fontos fogalom, amely szintén ezekhez a képződményekhez kötődik, és ez az eseményhorizont fogalma. Az eseményhorizont az általános relativitáselméletben a téridő egy olyan határfelülete, amelynél az azon túli események már nincsenek hatással a megfigyelőre. Az eseményhorizont mögött elinduló fénysugarak soha nem lépik át az eseményhorizontot, a  megfigyelő oldaláról rajta áthaladók pedig nem tudnak visszatérni. A fogalomnak akkor van szerepe, amikor a fény és a fekete lyuk viszonyáról beszélnek. A fény helyzetét úgy is meg lehet fogalmazni, hogy az eseményhorizont mögött a szökési sebesség nagyobb a fénysebességnél. A relativitáselmélet szerint lehetetlen, hogy valami gyorsabban haladjon a fénynél, ezért az eseményhorizonton semmiféle anyag vagy sugárzás nem juthat ki. A fekete lyuk fogalmát ennek a fogalomnak a használatával tehát úgy is leírhatjuk, hogy fekete lyuk akkor jön létre, ha a hatalmas tömeg olyan roppant sűrűségű, és ennek következtében olyan kicsi, hogy elfér az általa létrehozott eseményhorizontban. Az égitest minden pontja az eseményhorizonton belül van, így az eseményhorizonton kívülről az égitest egyetlen pontja sem látható.
A fekete lyukakról évtizedek óta zajlik a vita a tudósok között, hiszen nem lehet biztosan tudni, hogy bizonyos számítási eredmények vajon nemcsak bizonyos, a szimulációk (a valóságot utánzó modellek) kivitelezéséhez szükséges, egyszerűsítő feltételezések következményei-e, és azt sem, hogy pontosan hogyan nézhetnek ki ezek az objektumok, ha valóban léteznek.
Ez a legutóbbi esemény talán közelebb viszi a csillagászokat ahhoz, hogy legalább néhány mérési eredményről eldönthessék: valóságosnak lehet-e tekinteni ezeket, vagy csak az emberi elme termékeinek. Mindenesetre egy biztos: az érző emberek számára megejtő látvány, ahogy egy addig hatalmas és uralkodó, fényes égitest egy pillanat alatt el tud tűnni, semmivé tud válni a végtelen sötétségben. Különösen, hogy azt is tudjuk: ugyanennek a fordítottja – tehát a sötétségből való megszületés – is végtelen számban létrejött már a világegyetemben.

 

Lévai Júlia

 

A témához ajánljuk: Mi MICSODA Csillagok - Az égbolt fénylő csodái

 
Nyomtatóbarát verzió
Küldd tovább ezt a cikket barátodnak, ismerősödnek
Ajánld a Mi MICSODA Klubot barátodnak, ismerősödnek

Kapcsolat | Impresszum