შავი ხვრელების მოკრძალებული ხიბლი

ათწლეულების განმავლობაში შავი ხვრელები ყველაზე ეგზოტიკურ ციურ ობიექტებად ითვლებოდა. უფრო მეტიც, კარგა ხანს არავის უნდოდა დაეჯერებინა მათი არსებობა და მხოლოდ აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის განტოლებების ახირებულ (ე.წ. სინგულარულ) ამონახსნად თვლიდნენ, მათ შორის თავად ალბერტ აინშტაინიც. მაგრამ შემდგომში აღმოჩნდა, რომ შავი ხვრელები რეალურად არსებობენ. უფრო მეტიც – ძალზე გავრცელებული ციური სხეულებია. ჩემი სტუდენტობისას (დაახლოებით 20 წლის წინ) ისინი იშვიათ ობიექტთა რიცხვს განეკუთვნებოდნენ. დღეს კი ითვლება, რომ პრაქტიკულად ყველა გალაქტიკის ცენტრი, მათ შორის ჩვენი ირმის ნახტომის შუაგული, სუპერმასიური შავი ხვრელებისგან შედგება, რომელთა მასა მილიონობით და მილიარდობით მზის მასას უტოლდება.

ორიოდ კვირის წინ NASA-ს რენტგენულმა თანამგზავრმა (Chandra X-ray observatory) უამრავი შავი ხვრელი აღმოაჩინა – ჩვენგან ძალზე შორს, დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით მილიარდი წლის შემდეგ – შეიძლება ითქვას, სამყაროს პირმშოები ჩვილ ასაკში. ისინი ადრეული გალაქტიკების ცენტრში ბუდობენ, გარშემო ნივთიერებით „იკვებებიან” და დროთა განმავლობაში იზრდებიან.

შავი ხვრელები უზარმაზარი სიმკვრივის სხეულებია, რომელთაც იმდენად დიდი მიზიდულობის ძალა აქვთ, რომ სინათლის სხივიც კი ვერ აღწევს მათ თავს. აქედანაა ეს სახელწოდებაც – მათი წიაღიდან გამოსხივება არ გამოდის. რაც შავ ხვრელში ხვდება, ჩვენთვის სამუდამოდ უხილავია. ასეთი სიმკვრივე ექნებოდა მთვარეს, თუ მის რადიუსს შევამცირებდით 0.1 მილიმეტრამდე, ან მზეს, რომლის რადიუსია 700 ათასი კილომეტრი, თუ მას შევკუმშავდით 3 კმ-მდე.

შავი ხვრელები სხვადასხვა ზომისაა: სუპერმასიური – მილიონობით და მილიარდობით მზის მასის, საშუალო ზომის – რამდენიმედან ათასობით მზის მასის და მიკროსკოპული – მზის მასაზე გაცილებით ნაკლები. სტივენ ჰოუკინგის თეორიის მიხედვით, შავი ხვრელები არა მარტო შთანთქავენ, არამედ ასხივებენ კიდეც სითბურ გამოსხივებას. ამის გამო ისინი კარგავენ ენერგიას და შესაბამისად მასას (რადგანაც აინშტაინის ცნობილი ფორმულის მიხედვით, E=mc2). სხვაგვარად, შავი ხვრელები ორთქლდებიან და საბოლოოდ, ქრებიან კიდეც, თუ მათი ზრდის სიჩქარე აორთქლებისაზე ნაკლებია. აორთქლების სიჩქარე ზომაზეა დამოკიდებული: რაც უფრო მცირე ზომისაა ეს ობიექტი, მით უფრო სწრაფად ორთქლდება. მიკროსკოპული შავი ხვრელები პრაქტიკულად თვალის დახამხამებაში ქრებიან, შეიძლება ითქვას, წარმოშობისთანავე.

შავი ხვრელები სხვადასხვაგვარად წარმოიქმნებიან. სუპერმასიურები ძირითადად გიგანტური გაზ-მტვროვანი ღრუბლების კოლაფსის შედეგად ჩნდებიან ან გალაქტიკების შეჯახებისას ერთიანდებიან. ზომიერები ორმაგ ვარსკვლავებში ზეახლის აფეთქებისას, მისი ბირთვის კოლაფსის შედეგად იქმნებიან (რაზეც საუბარი იყო ტაბულას ერთ-ერთ ნომერში). მიკროსკოპულიშავი ხვრელები კი ნაწილაკების შეჯახებისას შეიძლება წარმოიშვნენ.

ერთმანეთის მეზობლად მყოფი შავი ხვრელები, ხშირად უფრო დიდ ხვრელებად ერთიანდებიან და გიგანტური მტვერსასრუტივით ნთქავენ მათ გარემომცველ ნივთიერებას. რა ხდება მათ შიგნით, არავინ იცის, რადგან, როგორც უკვე ვთქვით, ინფორმაცია არ აღწევს.

მაგრამ ჩვენ მაინც შეგვიძლია ირიბად აღმოვაჩინოთ ისინი. როდესაც შავ ხვრელებზე ნივთიერება ეცემა, ის თითქმის სინათლის სიჩქარით მოძრაობს, რის გამოც რენტგენულ სხივებს გამოასხივებს. სწორედ ამ გამოსხივების საშუალებით არის შესაძლებელი შავი ხვრელის არსებობის დადგენა.

ჩანდრას რენტგენული ტელესკოპი 45 დღის განმავლობაში აკვირდებოდა 200 უშორეს გალაქტიკას და იჭერდა მათგან გამოსხივებულ რენტგენულ სხივებს. გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ადრეულ სამყაროში 30 მილიონი მასიური შავი ხვრელი უნდა არსებობდეს.

ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში შავი ხვრელების არსებობის დადგენა ასევე შესაძლებელია მის მახლობლად მოძრავი ვარსკვლავების სიჩქარის გაზომვით. ამ სიჩქარის მიხედვით, მექანიკის კანონების თანახმად, შეგვიძლია დავადგინოთ მიმზიდველი სხეულის მასა. ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში მყოფი შავი ხვრელის მასა 4 მილიონი მზის მასის ტოლია.

როდესაც რაიმე სხეული შავ ხვრელში ხვდება, კოლოსალური გრავიტაცია მას ხლეჩს. ვარსკვლავი შავ ხვრელთან მიახლოებისას ჯერ იწელება და შემდგომ ნაწილებად იშლება. ამ დროს ხდება უზარმაზარი სიკაშკაშის აფეთქება, რომელიც მზის ბრწყინვალებას ათობით ათასჯერ აღემატება. სწორედ ასეთი აფეთქება შენიშნეს ტელესკოპებმა ცოტა ხნის წინ დრაკონის თანავარსკვლავედში მყოფ ერთ-ერთ შორეულ გალაქტიკაში, რომლამდე მანძილი 3.8 მილიარდი სინათლის წელია. ასტრონომები აღმოჩნდნენ იშვიათი მოვლენის თვითმხილველები, თუ როგორ ჩაყლაპა ვარსკვლავი ციურმა ურჩხულმა.

გალაქტიკები არა მარტო შეიცავენ შავ ხვრელებს, არამედ მათთან ერთად იზრდებიან კიდეც: რაც უფრო დიდია გალაქტიკა, მით უფრო დიდი მასის შავი ხვრელია მის ცენტრში.

ცერნის დიდი ადრონული კოლაიდერის ამუშავების შემდეგ, გაჩნდა მითქმა-მოთქმა, თითქოს ამ ამაჩქარებელში ნაწილაკების დაჯახებისას შავი ხვრელები წარმოიშობოდა, გარშემო ნივთიერებას ჩაითრევდა და ამით დიდ საშიშროებას შეგვიქმნიდა. ეს „შიშები” ყოველგვარ საფუძველსაა მოკლებული, რადგანაც მიკროსკოპული შავი ხვრელები რომც შეიქმნას, როგორც უკვე ითქვა, მანამდე აორთქლდება, სანამ გაზრდას მოასწრებს.

საინტერესოა, რომ შავი ხვრელების არსებობაზე ვარაუდი პირველად, ინგლისელმა მეცნიერმა ჯონ მიჩელმა ჯერ კიდევ მე-18 საუკუნის ბოლოს გამოთქვა, ხოლო ოდნავ მოგვიანებით – ფრანგმა მეცნიერმა პიერ-სიმონ ლაპლასმა, აინშტაინის თეორიამდე ბევრად ადრე. თუმცა ის დიდი ხნით დავიწყებას მიეცა, რადგანაც თვლიდნენ, რომ ბუნებაში ასეთი რამ ვერ იარსებებდა. არსებობს მოსაზრება, რომ შავი ხვრელები, შესაძლოა, სხვა სამყაროებთან დამაკავშირებელ გვირაბებს წარმოადგენდნენ. ეს ჰიპოთეზა ჯერჯერობით ფანტასტიკის სფეროს განეკუთვნება, თუმცა რამდენი რამ, რაც ადრე ადამიანს წარმოუდგენელი ეგონა, რეალობა აღმოჩნდა – ჯონ მიჩელის ვარაუდისა არ იყოს...

კომენტარები