მოგეხსენებათ, შავი ხვრელების აღმოჩენა ძალიან რთულია, რადგან ისინი ისეთივე შავია, როგორც მათ გარშემო არსებული სივრცე. შავი ხვრელების ადგილმდებარეობის დადგენა მხოლოდ განსაკუთრებულ ვითარებაში შეგვიძლია, მაგალითად, როდესაც ისინი ასხივებენ გაზს ახლომდებარე ვარსკვლავიდან ან ერწყმის ერთმანეთს, ათავისუფლებს გრავიტაციული ტალღების ნაკადს. მაშ, რამდენი შავი ხვრელია? ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, ასტრონომებმა უნდა მიმართონ თეორიულ გამოთვლებს შეფასებების გასაკეთებლად.
შავი ხვრელის ინგრედიენტები
შავი ხვრელის შესაქმნელად საჭიროა ვარსკვლავების შექმნა, რადგან შავი ხვრელები ვარსკვლავების სიკვდილით იქმნება. ამიტომ, იმის გასარკვევად, თუ რამდენი შავი ხვრელი არსებობს სამყაროში, მკვლევარებს რამდენიმე ნაბიჯის უკან გადადგმა მოუწიათ.
პირველი ნაბიჯი არის გალაქტიკების ევოლუციის მოდელირება კოსმოსური ისტორიის მილიარდი წლის განმავლობაში. გალაქტიკები ხომ ვარსკვლავების სახლებია და მათი საერთო ევოლუცია გავლენას ახდენს თითოეული ტიპის ვარსკვლავის რაოდენობაზე მათ შიგნით. მაგალითად, ზოგიერთ გალაქტიკას შეუძლია მუდმივად შექმნას ახალი ვარსკვლავები ყოველწლიურად. სხვებმა შეიძლება განიცადონ შერწყმა, რომელიც წარმოქმნის წარმოუდგენლად ინტენსიურ ვარსკვლავთ ფორმირებას, მაგრამ შემდეგ იწვება და არაფერს აკეთებს საყურადღებო.
ასტრონომები აკვირდებოდნენ გალაქტიკების სტატისტიკას მთელი კოსმოსური დროის განმავლობაში, აღნიშნეს ზოგადი ტენდენცია გალაქტიკათა შერწყმისა და დემოგრაფიის ტემპში. კიდევ ერთი საკვანძო ფაქტორია გალაქტიკის ეგრეთ წოდებული „მეტალურობა“, რაც გალაქტიკაში წყალბადისა და ჰელიუმის გარდა სხვა ელემენტების რაოდენობის საზომია (ასტრონომები მათ „ლითონებს“ უწოდებენ). უფრო დიდ გალაქტიკებს აქვთ მეტი გაზი, რაც მათ საშუალებას აძლევს შექმნან მეტი ვარსკვლავი. მაგრამ მეტ ლითონს შეუძლია გააუმჯობესოს გაზის გაგრილება, რაც თავის მხრივ ეხმარება გალაქტიკებს ახალი ვარსკვლავების უფრო ეფექტურად წარმოებაში.
შავი ხვრელის რეცეპტი
ამ სამშენებლო ბლოკების გამოყენებით ასტრონომებს აქვთ გალაქტიკებში ვარსკვლავური მოსახლეობის მოდელი, რომელიც ეუბნება მათ რამდენი პატარა, საშუალო და დიდი ვარსკვლავი ჩნდება სამყაროში. შემდეგ მათ დასჭირდათ ამ ვარსკვლავების ევოლუციის - და რაც მთავარია, სიკვდილის კვალი. ამისათვის მათ მიმართეს მოდელირებას, რომელიც აკავშირებს კონკრეტული ვარსკვლავის თვისებებს (მისი მასა და მეტალურობა) მის სიცოცხლესა და შესაძლო სიკვდილთან. უმსხვილესი ვარსკვლავების მხოლოდ მცირე ნაწილი შობს შავ ხვრელებს და ეს სიმულაცია ასტრონომებს ეუბნება, თუ რამდენი პროცენტი ქრება გალაქტიკაში ყოველწლიურად.
შემდეგ ასტრონომებს მოუწიათ ორობითი სისტემების ევოლუციის თვალყურის დევნება, რადგან შავ ხვრელებს შეუძლიათ იკვებონ თავიანთი და-ძმური ვარსკვლავებით და შეავსონ ისინი გაზით. ამრიგად, ორობით სისტემაში წარმოქმნილი შავი ხვრელი საბოლოოდ აღმოჩნდება უფრო დიდი ვიდრე მარტო დაბადებული შავი ხვრელი.
როგორც შავი ხვრელები დაბერდება, ისინი აგრძელებენ იკვებება მიმდებარე გაზით, რასაც ასტრონომები ასევე აფასებდნენ. დაბოლოს, ზოგჯერ შავი ხვრელები ერთმანეთს ვარსკვლავთშორისი სივრცის სიბნელეში პოულობენ და ერწყმის ერთმანეთს. ამრიგად, ზუსტი კვლევის ჩასატარებლად, ასტრონომებს უნდა შეეფასებინათ შავი ხვრელების შერწყმის სიჩქარე თითოეულ გალაქტიკაში.
შავი ხვრელების დიდი აღწერა
ყველაფერთან ერთად, ასტრონომებმა შეძლეს თვალყური ადევნონ შავი ხვრელების პოპულაციას მილიარდობით წლის განმავლობაში. მათ შექმნეს ეგრეთ წოდებული „მასობრივი ფუნქცია“, რომელიც წარმოადგენს ერთგვარ ასტრონომიულ აღწერას იმის შესახებ, თუ რამდენი შავი ხვრელი არსებობს თითოეული ზომის მოცემულ დროს.
გასაკვირი არ არის, რომ ყველაზე დიდი შავი ხვრელები, რომლებსაც სუპერმასიური შავი ხვრელები ჰქვია, ბევრად უფრო იშვიათია, ვიდრე მათი პატარა კოლეგები. მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ კოსმოსის ყოველ კუბურ მეგაპარსეკში (სადაც მეგაპარსეკი არის 1 მილიონი პარსეკი, ანუ 3,26 მილიონი სინათლის წელი), ჩვენი სამყარო შეიცავს დაახლოებით 50 მილიონ შავ ხვრელს მზის მასით. თუ თითოეული შავი ხვრელი რამდენჯერმე აღემატება მზის მასას, ეს ნიშნავს დაახლოებით 10 მილიონ ცალკეულ შავ ხვრელს იმავე მოცულობით.
პერსპექტივაში რომ ვთქვათ, შავ ხვრელებში შემავალი მასის მთლიანი რაოდენობა შეადგენს ვარსკვლავების მასის დაახლოებით 10%-ს. ასე რომ, ყველა ვარსკვლავს შორის, რომლებსაც ღამის ცაზე ხედავთ, ბევრი შავი ხვრელი იმალება. სუპერმასიური შავი ხვრელები, მეორეს მხრივ, ძალზე იშვიათია და თითოეულ გალაქტიკაში, ჩვეულებრივ, მხოლოდ ერთი ამ მონსტრის სახლია. საერთო ჯამში, შავი ხვრელები დღეს სამყაროში არსებული ბარიონული (არაბნელი) მატერიის დაახლოებით 1%-ს შეადგენს.
ასევე წაიკითხეთ:
- ჩვენი გალაქტიკის გარეთ ვარსკვლავურ გროვაში შავი ხვრელი აღმოაჩინეს
- ფიზიკოსებმა შემთხვევით გააკეთეს ახალი აღმოჩენა შავი ხვრელების შესახებ