Crne rupe su masivni kozmički fenomeni toliko veliki da ih čak ni svjetlost ne može napustiti. Većina ljudi misli da crne rupe samo sjede i jedu zalutale komadiće plina ili prašine.
Ali mogu li crne rupe zapravo imati zanimljivije unutarnje živote? Mogu li, na primjer, eksplodirati? Ako eksplozija znači "iznenadno, kratkotrajno oslobađanje ogromne količine energije", onda je odgovor nedvosmisleno da. A što je najzanimljivije, mogu čak i eksplodirati na nekoliko zanimljivih načina.
Postoji jedan način na koji crne rupe mogu eksplodirati. Ovaj proces se objašnjava činjenicom da crne rupe nisu potpuno crne, što je otkrio slavni astrofizičar Stephen Hawking 1976. godine.
"U klasičnoj fizici ništa ne može izaći iz rupe", rekao je Sameer Mathur, fizičar sa Sveučilišta Ohio State, za Live Science u e-poruci. "Ali Hawking je otkrio da, putem kvantne mehanike, rupa polako oduzima svoju energiju u beskonačnosti emitirajući niskoenergetsko zračenje, koje se naziva Hawkingovo zračenje."
Sve dok crna rupa ne apsorbira novi materijal, polako će gubiti masu jer emitira Hawkingovo zračenje, ali ono je sporo. Tipična crna rupa s masom nekoliko puta većom od Sunčeve svake godine emitira oko jedan foton ili paket svjetlosti. Ovom brzinom tipičnoj crnoj rupi treba 10^100 godina da potpuno ispari.
Ali Hawking je shvatio da manje crne rupe isparavaju puno brže. Kako crna rupa postaje sve manja i manja, emitira sve više i više zračenja. U posljednjim trenucima svog života, crna rupa emitira toliko zračenja, i to tako brzo, da se ponaša poput bombe, oslobađajući struju visokoenergetskog zračenja i čestica.
Da su se male crne rupe (veličine Zemlje) formirale u iznimno ranom svemiru, trebalo bi im nekoliko milijardi godina da ispare, što znači da te "primordijalne" crne rupe, ako postoje, upravo sada eksplodiraju diljem svemira. Do danas, astronomi nisu pronašli dokaze o primordijalnim eksplodirajućim crnim rupama, ali one možda postoje.
Crne rupe eksplodiraju u drugačijoj vrsti eksplozije koja se ne može naći nigdje drugdje u svemiru zbog njihove rotacije. Rotirajuće crne rupe – koje se nazivaju i Kerrove crne rupe prema novozelandskom matematičaru Royu Kerru, koji je prvi shvatio kako rade – stvaraju ergosferu oko svojih horizonata događaja. Ergosfera je izduženo područje prostora u kojem ništa ne može ostati nepomično. Sve što padne na rotirajuću crnu rupu počinje se okretati oko nje kad čestica uđe u ergosferu.
Prostor-vrijeme oko rotirajuće crne rupe također može privući fotone. Ako ima dovoljno fotona, oni se mogu odbijati jedni od drugih ili od bilo koje zalutale čestice. Ponekad odbijanje uzrokuje da fotoni napuste ergosferu. Ali u drugim slučajevima, odbijanje uzrokuje da fotoni padnu dublje u crnu rupu, gdje dobivaju energiju. Zatim se mogu ponovno raspršiti u višu orbitu i potom ponovno pasti.
Sa svakim ponavljanjem ovog procesa i sa svakim putovanjem oko crne rupe, foton dobiva energiju. Taj se proces naziva "pretjerano zračenje". Ako se foton konačno oslobodi, imat će ogromnu količinu energije u usporedbi s onom kad je krenuo na svoje putovanje.
Ako je dovoljno fotona uključeno u ovaj proces, oni mogu eksplodirati odjednom s nevjerojatnom energijom, pretvarajući se u takozvanu "bombu crne rupe". Čak i ako sama crna rupa ne eksplodira, ovaj efekt superzračenja još jednom pokazuje koliko snažno crne rupe mogu utjecati na okoliš.
Najčešći način na koji crne rupe uzrokuju eksplozije nije njihovo samouništenje, već snagom njihove neodoljive gravitacijske sile. Supermasivne crne rupe nalaze se u središtima galaksija, a ponekad velike nakupine materije, poput zvijezda, prolaze preblizu. Kada se to dogodi, zvijezda je rastrgana plimnim efektima, a to kidanje rezultira eksplozivnim oslobađanjem energije. Astronomi na Zemlji mogu promatrati ovo oslobađanje energije kao kratku, ali intenzivnu eksploziju X-zraka i gama-zraka.
Osim što uništavaju zvijezde, ove supermasivne crne rupe često skupljaju rojeve materije koja se stalno vrti oko njih u ogromnim akrecijskim diskovima. Akrecijski diskovi dosežu temperature od kvadrilijuna stupnjeva, što ih čini najsvjetlijim objektima u svemiru – jedan sjajni disk može zasjeniti više od milijun galaksija u isto vrijeme.
Na svojoj najvećoj snazi, diskovi stvaraju električna i magnetska polja koja povlače dio materijala diska oko crnih rupa u dugačke, tanke mlazove koji se protežu desetke tisuća svjetlosnih godina. Iako ti mlazovi tehnički nisu eksplozije, ipak su prilično intenzivni.
Možete pomoći Ukrajini u borbi protiv ruskih osvajača. Najbolji način da to učinite je donirati sredstva Oružanim snagama Ukrajine putem Savelife ili putem službene stranice NBU.
Pročitajte također: