Hố đen tạo dựng bởi một người nổi tiếng sụp đổ

A lỗ đen sao (hoặc là lỗ đen khối lượng sao) là một lỗ đen được tạo dựng bởi sự sụp đổ cuốn hút của một người nổi tiếng. Chúng có khối lượng từ khoảng 5 đến vài chục lần khối lượng mặt trời. Tiến trình này được xem xét như một vụ nổ siêu tân tinh hoặc một vụ nổ tia gamma. Những lỗ đen này có cách gọi khác là sập.

Thuộc tính

Theo định lý no-hair, một lỗ đen chỉ có thể có ba thuộc tính căn bản: khối lượng, điện tích & mômen động lượng (spin). Người ta tin rằng các lỗ đen được tạo dựng trong tự nhiên đều có một số spin. Quay của một lỗ đen sao là do sự bảo toàn mômen động lượng của người nổi tiếng hoặc các vật thể tạo thành nó.

Sự sụp đổ cuốn hút của một người nổi tiếng là một công cuộc tự nhiên có thể tạo thành một lỗ đen. Chẳng thể tránh khỏi khi chấm dứt vòng đời của một người nổi tiếng lớn, khi toàn bộ các nguồn năng lượng của người nổi tiếng đều hết sạch. Nếu khối lượng của phần sụp đổ của người nổi tiếng thấp hơn hạn chế Tolman – Oppenheimer – Volkoff (TOV) so với vật chất thoái hóa nơtron, thì sản phẩm cuối cùng là một người nổi tiếng nén – hoặc là sao lùn trắng (so với khối lượng dưới hạn chế Chandrasekhar) hoặc sao neutron hoặc một người nổi tiếng quark (giả thiết). Nếu người nổi tiếng đang sụp đổ có khối lượng vượt quá hạn chế TOV, công cuộc nghiền sẽ tiếp tục cho đến khi đạt được thể tích bằng không & một lỗ đen được tạo dựng xoay quang điểm đó trong không gian.

Khối lượng tối đa mà một người nổi tiếng neutron có thể sở hữu (mà không trở thành một lỗ đen) còn chưa được hiểu đầy đủ. Năm 1939, nó được ước tính bằng 0,7 khối lượng mặt trời, được gọi là hạn chế TOV. Năm 1996, một ước tính khác đặt khối lượng trên này vào khoảng từ 1,5 đến 3 lần khối lượng Mặt Trời.

Trong lý thuyết tương đối rộng, một lỗ đen có thể tồn tại với bất kỳ khối lượng nào. Khối lượng càng thấp, mật độ vật chất càng cao để tạo ra lỗ đen. (Chẳng hạn, hãy xem cuộc luận bàn về bán kính Schwarzschild, bán kính của một lỗ đen.) Không có công cuộc nào được nghe đến có thể tạo thành các lỗ đen có khối lượng bé hơn một vài lần khối lượng của Mặt trời. Nếu các lỗ đen nhỏ tồn tại, chúng rất có thể là các lỗ đen nguyên thủy. Cho đến năm 2016, lỗ đen sao lớn nhất được nghe đến là 15,65 ± 1,45 khối lượng Mặt trời. Trong tháng 9 năm 2015, một lỗ đen quay có khối lượng 62 ± 4 lần khối lượng Mặt Trời được phát hiện bởi sóng cuốn hút khi nó tạo dựng trong một buổi lễ hợp nhất của hai lỗ đen bé hơn. Kể từ tháng 6 năm 2020 , hệ thống nhị phân 2MASS J05215658 + 4359220 được giải trình là lưu trữ lỗ đen có khối lượng nhỏ nhất mà khoa học hiện tại nghe đến, với khối lượng 3,3 lần khối lượng Mặt Trời & đường kính chỉ 19,5 km.

Có chứng cứ xem xét cho hai loại lỗ đen khác, chúng có khối lượng to hơn nhiều đối với lỗ đen sao. Chúng là các lỗ đen khối lượng bình quân (ở trọng tâm của các cụm sao cầu) & các lỗ đen siêu khối lượng ở trọng tâm của Dải Ngân hà & các thiên hà khác.

Xem Thêm  Bí ẩn thành phố mất tích Atlantis - Kỳ 1: Truyền thuyết từ ngàn năm

Hệ thống nhị phân nhỏ gọn tia X

Các lỗ đen sao trong các hệ nhị phân gần có thể xem xét được khi vật chất được chuyển từ một người nổi tiếng gắn bó sang lỗ đen; năng lượng giải phóng khi rơi về phía người nổi tiếng nén lớn đến mức vật chất nóng lên đến nhiệt độ vài trăm triệu độ & bức xạ dưới dạng tia X. Do vậy, lỗ đen có thể xem xét được bằng tia X, trong lúc người nổi tiếng gắn bó có thể được xem xét bằng kính thiên văn quang học. Sự giải phóng năng lượng cho các lỗ đen & sao neutron có cùng độ lớn. Do vậy, các lỗ đen & sao neutron thường khó phân biệt.

Bên cạnh đó, sao neutron có thể có các đặc điểm bổ sung. Chúng trổ tài sự quay độc đáo, & có thể có từ trường & trổ tài các vụ nổ cục bộ (vụ nổ nhiệt hạch). Bất kể lúc nào các đặc điểm như thế được xem xét, vật thể nhỏ gọn trong hệ nhị phân được bật mý là một người nổi tiếng neutron.

Khối lượng suy ra tới từ việc xem xét các nguồn tia X nhỏ gọn (phối hợp dữ liệu tia X & quang học). Toàn bộ các sao neutron đã được xác nhận có khối lượng dưới 3,0 lần khối lượng Mặt Trời; không một hệ thống nhỏ gọn nào có khối lượng to hơn 3,0 khối lượng mặt trời trổ tài các đặc điểm của một người nổi tiếng neutron. Sự phối hợp của những dữ kiện này khiến ngày càng có nhiều khả năng rằng lớp sao nhỏ gọn có khối lượng to hơn khối lượng mặt trời 3,0 trên thực tiễn là các lỗ đen.

Chú ý rằng chứng cứ về sự tồn tại của các lỗ đen sao này không hoàn toàn là xem xét mà dựa vào lý thuyết: tất cả chúng ta chẳng thể nghĩ ra vật thể nào khác cho các hệ thống nhỏ gọn đồ sộ này trong các nhị phân của sao ngoài một lỗ đen. Chứng cớ trực tiếp về sự tồn tại của lỗ đen là nếu người ta thực sự xem xét quỹ đạo của một hạt (hoặc một đám mây khí) rơi vào lỗ đen.

Đá lỗ đen

Khoảng cách lớn phía trên bề mặt thiên hà mà một số nhị phân đạt được là kết quả của những cú đá bẩm sinh của lỗ đen. Sự phân bố tốc độ của các cú đá tự nhiên trong lỗ đen hình như cũng giống như phân bố tốc độ của các cú đá sao neutron. Người ta có thể trông chờ rằng đó sẽ là khoảnh khắc giống với các lỗ đen nhận tốc độ thấp hơn các người nổi tiếng neutron do khối lượng của chúng to hơn nhưng điều đó hình như không đúng, có thể là do sự lùi lại của không đối xứng trục xuất vật chất làm tăng động lượng của lỗ đen.

Khoảng không khối lượng

Một số mô hình tiến hóa sao phán đoán rằng các lỗ đen có khối lượng trong hai phạm vi chẳng thể được tạo dựng trực tiếp bởi sự sụp đổ cuốn hút của một người nổi tiếng. Chúng đôi lúc được phân biệt là khoảng không khối lượng “dưới” & “trên”, đại diện cho khoảng từ 2 đến 5 & 50 đến 150 khối lượng mặt trời (M☉), tương ứng. Một phạm vi khác được đề ra cho khoảng cách trên là 52 đến 133 M☉. 150 M☉ đã được xem như là hạn chế khối lượng trên của các người nổi tiếng trong kỷ nguyên hiện giờ của vũ trụ.

Xem Thêm  Tên lửa Việt Nam và "màn chào hỏi kinh hoàng" dành cho B-52 Không quân chiến lược Mỹ

Khoảng cách khối lượng thấp hơn

Một khoảng không khối lượng thấp hơn được nghi ngờ trên nền tảng khan hiếm các ứng cử viên xem xét được có khối lượng nằm trong khoảng một vài khối lượng Mặt Trời trên khối lượng sao neutron tối đa có thể. Sự tồn tại & nền tảng lý thuyết cho khoảng cách có thể có đó là không chắc nịch. Tình hình có thể cầu kỳ bởi thực tiễn là bất kỳ lỗ đen nào được tìm ra trong phạm vi khối lượng này có thể được tạo thành thông qua sự hợp nhất của các hệ sao neutron nhị phân, chứ không phải là sự sụp đổ của sao. Sự cộng tác giữa LIGO / Virgo đã giải trình ba buổi lễ ứng cử viên trong số các xem xét sóng cuốn hút của họ trong lần chạy O3 với các khối lượng thành phần rơi vào khoảng cách khối lượng thấp hơn này.Cũng từng có giải trình về một xem xét về một người nổi tiếng đồ sộ sáng, quay nhanh trong một hệ nhị phân với một người bạn gắn bó không chứng kiến không phát ra ánh sáng, kể cả tia X, nhưng có khối lượng 3.3+2.8
−0.7 khối lượng mặt trời. Điều này được giải thích là có thể có nhiều lỗ đen khối lượng thấp như thế hiện không tiêu thụ bất kỳ vật chất nào & cho nên chẳng thể phát hiện được thông qua biểu hiện tia X thông thường.

Khoảng không khối lượng trên

Khoảng cách khối lượng trên được phán đoán bởi các mô hình toàn diện của công cuộc tiến hóa sao công đoạn cuối. Người ta nghĩ rằng với khối lượng ngày càng tăng, các sao siêu lớn sẽ đạt đến công đoạn mà một siêu tân tinh không ổn định cặp xảy ra, trong công cuộc tạo cặp, tạo thành các electron tự do & positron trong vụ va chạm giữa hạt nhân nguyên tử & các tia gamma năng lượng, tạm thời làm giảm áp suất bên trong. lõi của người nổi tiếng chống lại sự sụp đổ của lực cuốn hút. Sự sụt giảm áp suất này kéo theo sự sụp đổ một phần, cho nên gây ra sự cháy cực kỳ nhanh trong một vụ nổ nhiệt hạch đang chạy trốn, kéo theo việc người nổi tiếng bị thổi cất cánh hoàn toàn mà không nên để lại tàn tích sao.

Siêu tân tinh không ổn định theo cặp chỉ có thể xảy ra ở những người nổi tiếng có khối lượng từ khoảng 130 đến 250 lần khối lượng Mặt Trời (M☉) (& tính kim loại thấp đến bình quân (lượng nguyên tố khác ngoài hydro & heli ít đa dạng – thực trạng thông dụng ở các người nổi tiếng thuộc Quần thể III)). Bên cạnh đó, khoảng cách khối lượng này dự tính ​​sẽ được mở rộng xuống khoảng 45 lần khối lượng Mặt Trời bởi công cuộc mất khối lượng xung không ổn định theo cặp, trước khi xảy ra vụ nổ siêu tân tinh “bình thường” & sự sụp đổ lõi. Trong các người nổi tiếng không chuyển động, hạn chế dưới của khe hở khối lượng trên có thể cao tới 60 M☉. Khả năng sụp đổ trực tiếp thành lỗ đen của các người nổi tiếng có khối lượng lõivàgt; 133 M☉, yêu cầu tổng khối lượng saovàgt; 260 M☉ đã được suy xét, nhưng có thể có ít thời dịp xem xét tàn dư siêu tân tinh có khối lượng lớn như thế; nghĩa là, hạn chế dưới của khe hở khối lượng trên có thể trổ tài mức cắt khối lượng.

Các xem xét về hệ thống LB-1 của một người nổi tiếng & người bạn gắn bó không chứng kiến ban đầu được giải thích dưới dạng một lỗ đen có khối lượng khoảng 70 lần khối lượng Mặt Trời, sẽ bị ngoại trừ bởi khe hở khối lượng trên. Bên cạnh đó, các cuộc điều tra sâu hơn đã làm suy yếu phát ngôn này.

Các lỗ đen cũng có thể được tìm ra trong lỗ hổng khối lượng thông qua các chính sách khác với các chính sách liên quan đến một người nổi tiếng đơn lẻ, ví dụ như sự hợp nhất của các lỗ đen.

Thiên hà Milky Way của các bạn chứa một số ứng cử viên lỗ đen có khối lượng sao (BHCs) gần tất cả chúng ta hơn đối với lỗ đen siêu lớn trong vùng trọng tâm thiên hà. Chủ yếu các ứng cử viên đó là member của hệ thống nhị phân tia X, trong đó vật thể nhỏ gọn lấy vật chất từ ​​partners của nó thông qua một đĩa bồi tụ. Các lỗ đen có thể xảy ra trong các cặp này có khối lượng từ ba đến hơn chục lần khối lượng Mặt trời.

Tên BHC khối lượng
(khối lượng mặt trời) Khối lượng gắn bó
(khối lượng mặt trời) Chu kỳ quỹ đạo
(ngày) Khoảng cách từ Địa cầu
(năm ánh sáng) Địa điểm LB-1 68 +11/-13 8 78.9 15,000 06:11:49 +22:49:32 A0620-00 / V616 Thứ Hai 11 ± 2 2.6–2.8 0.33 3,500 06:22:44 -00:20:45 GRO J1655-40 / V1033 Sco 6.3 ± 0.3 2.6–2.8 2.8 5,000–11,000 16:54:00 -39:50:45 XTE J1118 + 480 / KV UMa 6.8 ± 0.4 6−6.5 0.17 6,200 11:18:11 +48:02:13 Cyg X-1 11 ± 2 ≥18 5.6 6,000–8,000 19:58:22 +35:12:06 GRO J0422 + 32 / V518 Mỗi 4 ± 1 1.1 0.21 8,500 04:21:43 +32:54:27 GRO J1719-24

≥4.9

~1.6 có thể là 0,6 8,500 17:19:37 -25:01:03 GS 2000 + 25 / QZ Vul 7.5 ± 0.3 4.9–5.1 0.35 8,800 20:02:50 +25:14:11 V404 Cyg 12 ± 2 6.0 6.5 7,800 ± 460 20:24:04 +33:52:03 GX 339-4 / V821 Ara 5.8 5–6 1.75 15,000 17:02:50 -48:47:23 GRS 1124-683 / GU Mus 7.0 ± 0.6 0.43 17,000 11:26:27 -68:40:32 XTE J1550-564 / V381 Nor 9.6 ± 1.2 6.0–7.5 1.5 17,000 15:50:59 -56:28:36 4U 1543-475 / IL Lupi 9.4 ± 1.0 0.25 1.1 24,000 15:47:09 -47:40:10 XTE J1819-254 / V4641 Sgr 7.1 ± 0.3 5–8 2.82 24,000–40,000 18:19:22 -25:24:25 GRS 1915 + 105 / V1487 Aql 14 ± 4.0 ~1 33.5 40,000 19:15:12 +10:56:44 XTE J1650-500 9.7 ± 1.6 . 0.32 16:50:01 -49:57:45

Ngoài thiên hà

Các ứng cử viên bên ngoài thiên hà của các bạn tới từ các phát hiện sóng cuốn hút:

Bên ngoài thiên hà của các bạn Tên BHC khối lượng
(khối lượng mặt trời) Khối lượng gắn bó
(khối lượng mặt trời) Chu kỳ quỹ đạo
(ngày) Khoảng cách từ Địa cầu
(năm ánh sáng) Địa điểm GW150914 (62 ± 4) M☉ 36 ± 4 29 ± 4 . 1.3 tỷ GW170104 (48,7 ± 5) M☉ 31.2 ± 7 19.4 ± 6 . 1,4 tỷ GW151226 (21,8 ± 3,5) M☉ 14.2 ± 6 7.5 ± 2.3 . 2,9 tỷ

Sự mất tích của N6946-BH1 sau một siêu tân tinh bị lỗi trong NGC 6946 có thể kéo theo sự tạo dựng của một lỗ đen.

Đọc thêm

  • Hố đen trong tiểu thuyết
  • Hố đen siêu lớn

Người giới thiệu

By ads_law

Trả lời