Černé díry o hvězdné hmotnosti vznikají jako poslední fáze života hvězdy: po úplném vyhoření termojaderného paliva a ukončení reakce by se hvězda měla teoreticky začít ochlazovat, což povede k poklesu vnitřního tlaku a stlačení hvězdy vlivem gravitace. Komprese se může v určité fázi zastavit nebo se může změnit v rychlý gravitační kolaps .
V závislosti na hmotnosti a točivém momentu hvězdy jsou možné následující koncové stavy :
S rostoucí hmotností zbytku hvězdy se rovnovážná konfigurace posouvá dolů po popsané sekvenci. Rotační moment zvyšuje mezní hmotnosti v každém stupni, nikoli však kvalitativně, ale kvantitativně (maximálně 2-3krát).
Podmínky (hlavně hmotnost), za kterých je konečným stavem hvězdné evoluce černá díra, nebyly dostatečně studovány, protože k tomu je nutné znát chování a stavy hmoty při extrémně vysokých hustotách, které jsou pro experimentální studium nepřístupné. Další potíže přináší modelování hvězd v pozdějších fázích jejich vývoje kvůli složitosti výsledného chemického složení a prudkému zkrácení charakteristické doby procesů. Stačí zmínit, že jedna z největších kosmických katastrof, výbuchy supernov , nastávají právě v těchto fázích hvězdného vývoje . Různé modely poskytují nižší odhad hmotnosti černé díry v důsledku gravitačního kolapsu, od 2,5 do 5,6 hmotností Slunce. Poloměr černé díry je velmi malý - několik desítek kilometrů.
Následně může černá díra růst v důsledku absorpce hmoty - zpravidla se jedná o plyn sousední hvězdy v binárních hvězdných systémech (srážka černé díry s jiným astronomickým objektem je velmi nepravděpodobná kvůli jejímu malému průměru ). Proces pádu plynu na jakýkoli kompaktní astrofyzikální objekt, včetně černé díry, se nazývá akrece . Současně se v důsledku rotace plynu vytváří akreční disk , ve kterém se hmota zrychluje na relativistické rychlosti, zahřívá se a v důsledku toho silně vyzařuje, a to i v oblasti rentgenového záření , díky čemuž je možné v principu detekovat takové akreční disky (a tedy i černé díry) pomocí ultrafialových a rentgenových dalekohledů . Hlavním problémem je malá velikost a obtížnost detekce rozdílů mezi akrečními disky neutronových hvězd a černých děr, což vede k nejistotě při identifikaci astronomických objektů s černými dírami. Hlavní rozdíl je v tom, že plyn dopadající na všechny objekty dříve nebo později narazí na pevný povrch, což vede k intenzivnímu záření při zpomalování, ale oblak plynu dopadající na černou díru, díky nekonečně rostoucí gravitační dilataci času (rudý posuv) to prostě rychle slábne, když se blíží k horizontu událostí, což bylo pozorováno Hubbleovým dalekohledem v případě zdroje Cygnus X-1 [1] .
Srážka černých děr s jinými hvězdami, stejně jako srážka neutronových hvězd, způsobující vznik černé díry, vede k nejsilnějšímu gravitačnímu záření , které lze podle očekávání v následujících letech detekovat pomocí gravitační dalekohledy . V současné době se objevují zprávy o srážkách v oblasti rentgenového záření [2] . 25. srpna 2011 se objevila zpráva, že poprvé v historii vědy se skupině japonských a amerických specialistů v březnu 2011 podařilo opravit okamžik smrti hvězdy, která je pohlcena černou dírou [ 3] [4] .
11. února 2016 oznámila spolupráce LIGO a Virgo první přímé pozorování gravitačních vln , které bylo umožněno objevem nejtěžší černé díry s hvězdnou hmotností, jaká kdy byla pozorována [5] .
Hvězda 2MASS J05215658+4359220 (červený obr) má neviditelného společníka o hmotnosti 3,3 +2,8/-0,7 hmotnosti Slunce (chyba od 2,6 do 6,1 hmotnosti Slunce), což je možná nejmenší známá černá díra [6] . Objekt "The Unicorn" (The Unicorn), který se nachází v souhvězdí Jednorožce ve vzdálenosti 1500 sv. let (460 ks) od Slunce, je společníkem rudého obra hvězdy V723 Monoceros a má hmotnost menší než 5 hmotností Slunce [7] [8] .
Černá díra s hvězdnou hmotností poblíž hvězdy LB-1 v souhvězdí Blíženců má hmotnost téměř 70 hmotností Slunce , což je více než dvojnásobek předpokládané maximální hmotnosti černých děr s hvězdnou hmotností podle existujících modelů vývoje hvězd [9] .
V roce 2011 dva týmy astronomů objevily, že jedna z hvězd náhle bezdůvodně zjasnila. Po analýze dat zjistili, že poloha hvězdy se změnila. Výpočty ukázaly, že neviditelný přitahující objekt, označený MOA-11-191 / OGLE-11-0462, může být pouze černá díra volně se pohybující ve vesmíru. Další analýza a modelování potvrdily existenci bludné černé díry o hmotnosti sedmi hmotností Slunce, která se pohybuje rychlostí přibližně 45 km/s. Článek o tom vyšel v roce 2022 [10] [11] [12] .
| Černé díry | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Typy | |||||
| Rozměry | |||||
| Vzdělání | |||||
| Vlastnosti | |||||
| Modelky |
| ||||
| teorie |
| ||||
| Přesná řešení v obecné teorii relativity |
| ||||
| související témata |
| ||||
| Kategorie:Černé díry | |||||