Crne rupe

Gravitacija vodi do zgu�njavanja gasa u sredi�tu maglina, koje postaje područje stvaranja malih i velikih zvezda. Kraj evolucije zvezda mnogo te�ih od Sunca mo�e poprimiti jo� jednu dramatičnu formu -- formu crne rupe. Veruje se da će takva sudbina zadesiti zvezdu Betelgeuse u Orionu. To je zvezda čija se masa procenjuje na 30 Sunčevih masa. Zbog prevelike gravitacije u njenom sredi�tu se događa "drobljenje neutrona" -- beskonačno stezanje koje vi�e ni�ta ne mo�e sprečiti. Naime, dok se jezgra nekih supernova mogu stabilizovati u obliku neutronskih zvezda, za neutronske zvezde čija masa prelazi granicu od 2.5 Sunčevih masa to vi�e nije moguće. Takve zvezde do�ivljavaju imploziju, uru�avanje u samu sebe.

Schwarzschildovo re�enje

Nakon �to je 1914. Einstein postavio jednačine op�te teorije relativiteta, koje opisuju kako se prostor zakrivljuje oko masivnih tela, Karl Schwarzschild nalazi interesantno re�enje tih jednačina. Re�enje koje Schwarzschild upućuje Einsteinu s boji�ta Prvog svetskoga rata, odnosilo se na kretanje u okolini zvezde koja ne rotira (ili rotira sporo) i ukazivalo je na postojanje takve udaljenosti, Schwarzschildov radijus, u kojem je gravitacija tako jaka da čak ni svetlost ne mo�e napustiti to područje.

Slikovitu kovanicu crne rupe za takvu situaciju uvodi 1967. godine John Archibald Wheeler:

Svemirski navigatori će strepiti od takvih ponora kao �to pomorci zaziru od opasnih vrtloga na okeanu. Kako naslutiti gde su crne rupe?

Astronomi su ponudili takve kandidate na osnovu pojava koje naslućuju prisustvo nevidljivog objekta velike mase. Daleko od rupa atomi su hladni (tek koji stepen iznad apsolutne nule) i njihove spore vibracije proizvode radiotalase velikih talasnih du�ina. Blizu rupa, gde usisavanje mlaza atoma dovodi do njihovog sudaranja, zračenje dolazi od brzih dodirivanja ugrejanih atoma. Blizu crnih rupa gde ta temperatura dosti�e nekoliko miliona Kelvina, proizvodi se rendgensko ili X-zračenje. Takav izvor u Labudu X-1, udaljen od nas 14 000 svetlosnih godina, predlo�en je 1972. godine kao kandidat za crnu rupu.

X-zračenje iz Labuda X-1, pokazuje analiza, očigledno je različito od X-zračenja drugih nebeskih tela. Kao potencijalni izvor vidi se divovska plava zvezda mase 30 Sunčevih masa, koju neki tajanstveni objekat velike gravitacije prisiljava da kru�i oko njega. U tom dvojnom sastavu, partner običnoj zvezdi morala je biti kolapsirajuća zvezda, koja je nastala u eksploziji supernove. Iza nje je ostala crna rupa koja sada, poput pijavice usisava materiju u međuvremenu naraslog partnera. Pritom temperatura gasa prema�uje 10 miliona Kelvina i emituje X-zračenje koje danas mere satelitske stanice (američke, evropske i japanske).

Te satelitske stanice selektuju među raznim izvorima X-zraka nove kandidate za crne rupe. Bitan progres u istra�ivanju crnih rupa doneo je Hubbleov svemirski teleskop. U nizu galaksija primećen je porast broja zvezda prema galaktičkom sredi�tu, kao i burna aktivnost u tim sredi�tima, ukazuju na crne rupe u sredi�tima galaksija. To je slučaj i sa nama najbli�om spiralnom galaksijom, 2 miliona svetlosnih godina udaljenom Andromedinom M31 i njenim satelitom M32. Najspektakularnije je nedavno "Hubbleovo" merenje spiralne strukture, vrtloga u�arenog gasa u sredi�tu eliptičke galaksije M87 u sazve�đu Device, udaljene 50 miliona svetlosnih godina.

Doplerov efekat primećen na mestima na kojima se u�areni gas pribli�ava ili udaljava omogućuje precizno merenje brzine vrtloga, a onda i mase prema kojoj taj vrtlog ponire. Slike poslane s Hubble teleskopa 1994. odaju jonizovan gas ugrejan na 10 000 Kelvina, udaljen 60 svetlosnih godina od crne rupe u sreditu. Na tom mestu gas, koji se sastoji uglavnom od jonizovanog vodonika, vrtlo�i brzinom od 550 km/s.