შავი ხვრელები კოსმიური "მტვერსასრუტები" არიან: მასიური ობიექტები, რომლებსაც სინათლეც კი ვერ გაექცევა.

თუკი "აფეთქება" არის "უზარმაზარი ენერგიის უეცარი, ხანმოკლე გამოთავისუფლება", მაშინ, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ შავი ხვრელები ნამდვილად ფეთქდებიან. ყველაზე საინტერესო კი ისაა, რომ მათ შეუძლიათ აფეთქდნენ რამდენიმე გზით, კერძოდ, საკუთარი თავის ან ახლომდებარე გარემოს აფეთქებით.

ასევე იხილეთ: რა არის შავი ხვრელი — ყველაფერი, რაც ამ მისტიკურ ობიექტებზე ვიცით

ჰოკინგის რადიაცია

არსებობს ერთ-ერთი გზა, რომლითაც შავი ხვრელები შეიძლება აფეთქდნენ. ეს პროცესი დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ შავი ხვრელები მთლად შავი არ არის, რაც ცნობილმა ასტროფიზიკოსმა სტივენ ჰოკინგმა აღმოაჩინა 1976 წელს.

"კლასიკურ ფიზიკაში შავი ხვრელიდან ვერაფერი გამოვა", — განუცხადა Live Science-ს ოჰაიოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის ფიზიკოსმა სამირ მათურმა, — "მაგრამ ჰოკინგმა აღმოაჩინა, რომ კვანტური მექანიკით, ხვრელი ნელნელა უშვებს თავის ენერგიას უსასრულობამდე დაბალი ენერგიის რადიაციის გამოყოფით. ამას ჰოკინგის რადიაცია ეწოდება."

სანამ შავი ხვრელი ახალ მასალას არ იწოვს, ის ნელ-ნელა კარგავს მასას ჰოკინგის გამოსხივების გამო. თუმცა, ჰოკინგის რადიაცია ნელა გამოიყოფა. ჩვეულებრივი, მზის მასაზე რამდენჯერმე დიდი შავი ხვრელი ასხივებს ყოველწლიურად დაახლოებით ერთ ფოტონს. ამ ტემპით, ტიპიური შავი ხვრელის გაქრობას 10^100 წელი დასჭირდება.

მაგრამ ჰოკინგი მიხვდა, რომ პატარა შავი ხვრელები ბევრად უფრო სწრაფად ქრებიან. როცა შავი ხვრელი უფრო და უფრო პატარა ხდება, ის მეტ რადიაციას ასხივებს. სიცოცხლის ბოლო წუთებში შავი ხვრელი გამოყოფს იმდენ რადიაციას, თანაც, იმდენად სწრაფად, რომ ის ეფექტურად მოქმედებს როგორც ბომბი და ათავისუფლებს მაღალი ენერგიის გამოსხივებასა და ნაწილაკებს.

თუკი პატარა, დედამიწის ზომის, შავი ხვრელები წარმოიქმნებოდნენ სამყაროს ადრეულ ეტაპზე, მათ რამდენიმე მილიარდი წელი დასჭირდებოდათ გასაქრობად, რაც იმას ნიშნავს, რომ ეს "პირველადი" შავი ხვრელები, თუკი ისინი არსებობენ, ახლა მთელს სამყაროში აფეთქდებოდნენ.

ასტრონომებს დღემდე არ უპოვიათ რაიმე მტკიცებულება პირველადი შავი ხვრელების აფეთქების შესახებ, თუმცა, ისინი, შესაძლოა, მართლაც არსებობენ.

სუპერრადიაცია

შავი ხვრელები იმგვარად ფეთქდებიან, როგორი ტიპის აფეთქებაც სამყაროში სხვაგან არსად არსებობს, რაც მათი ბრუნვის დამსახურებაა. მბრუნავი შავი ხვრელები — რომლებსაც ასევე უწოდებენ კერის შავ ხვრელებს, ახალ ზელანდიელი მათემატიკოსის, როი კერის, საპატივსაცემოდ, რომელმაც პირველად გაარკვია მათი მუშაობის პრინციპი — თავის გარშემო ქმნიან ერგოსფეროს. ერგოსფერო არის კოსმოსის წაგრძელებული რეგიონი, სადაც უძრავი არაფერია. ყველაფერი, რაც ეცემა მბრუნავი შავი ხვრელისკენ, იწყებს მის გარშემო ბრუნვას, როდესაც ნაწილაკი ერგოსფეროში შედის.

შავი ხვრელის გარშემო მბრუნავ სივრცე-დროს ასევე შეუძლია ფოტონების შეწოვაც. თუკი ფოტონები საკმარისია, მათ შეუძლიათ ერთმანეთისგან ან ნებისმიერი სხვა ნაწილაკისგან ასხლეტვა. ზოგჯერ ამგვარი ასხლეტვა ფოტონებს ერგოსფეროდან აგდებს, მაგრამ ზოგჯერ პირიქით ხდება — ფოტონები კიდევ უფრო ღრმად შეიწოვებიან შავ ხვრელში, სადაც ისინი ენერგიას იღებენ. მათ შეუძლიათ კვლავ მიმოიფანტონ უფრო მაღალ ორბიტაზე, შემდეგ კი ისევ დაბრუნდნენ.

პროცესის ყოველი განმეორებით და შავი ხვრელის გარშემო ყოველი მოგზაურობით, ფოტონი ენერგიას იძენს. ამ პროცესს "სუპერრადიაცია" ეწოდება. თუ ფოტონი საბოლოოდ გამოთავისუფლდება, მას, მოგზაურობის საწყის ეტაპთან შედარებით, ექნება უზარმაზარი ენერგია.

თუ ამ პროცესში საკმარისი ფოტონი მონაწილეობს, ისინი ერთდროულად წარმოუდგენელი ენერგიით იფეთქებენ და გახდებიან ის, რაც ცნობილია როგორც "შავი ხვრელის ბომბი". მიუხედავად იმისა, რომ თავად შავი ხვრელი არ ფეთქდება, ეს სუპერრადიაციული ეფექტი კიდევ ერთხელ გვიჩვენებს, თუ რამდენად ძლიერია შავი ხვრელების გავლენა თავიანთ გარემოზე.

დისკები და თხელი ჭავლი

ყველაზე გავრცელებული გზა, რომლითაც შავი ხვრელები იწვევენ აფეთქებებს, არის არა მათი თვითგანადგურება, არამედ მათი უზარმაზარი გრავიტაციული ძალა. სუპერმასიური შავი ხვრელები არიან გალაქტიკების ცენტრებში და ზოგჯერ მატერიის დიდი გროვები, მაგალითად, ვარსკვლავები, მათ მეტისმეტად უახლოვდებიან. როცა ეს ხდება, ვარსკვლავი ნაწილებად იშლება მოქცევის ეფექტისგან, ხოლო ეს დაშლის პროცესი იწვევს ენერგიის ამოხეთქვას. ასტრონომები ენერგიის ამ გამოთავისუფლებას ხედავენ როგორც რენტგენის და გამა გამოსხივების ხანმოკლე, მაგრამ ინტენსიური ელვარებას.

გარდა ვარსკვლავების დაქუცმაცებისა, ეს გიგანტური შავი ხვრელები ხშირად აგროვებენ მატერიის "გუნდებს", რომლებიც მუდმივად ტრიალებს მათ გარშემო გიგანტურ აკრეციულ დისკებში. აკრეციული დისკები აღწევენ კვადრილიონი გრადუსის ტემპერატურას, რაც მათ სამყაროს ყველაზე კაშკაშა ობიექტებად აქცევს — ერთი მბზინავი დისკი ერთდროულად მილიონზე მეტ გალაქტიკაზე კაშკაშაა.

როდესაც ყველაზე მძლავრები არიან, დისკები ახვევენ ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს, რომლებიც ატარებენ დისკის მასალის ნაწილს შავი ხვრელების ირგვლივ და გარეთ გრძელი, თხელი ჭავლების სახით, რომლებიც თვითმფრინავის კვალს მოგვაგონებს და ათი ათასობით სინათლის წელს აღწევს.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს თხელი ჭავლები ტექნიკურად აფეთქებებად არ ითვლება, ისინი მაინც საკმაო ინტენსიურობით გამოირჩევა.