Περιεχόμενο
Οι μαύρες τρύπες είναι τα πιο πυκνά αντικείμενα στο σύμπαν. Λόγω της πυκνότητάς τους, σχηματίζουν εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία. Οι μαύρες τρύπες απορροφούν όλη την περιβάλλουσα ύλη και την ενέργεια σε μια συγκεκριμένη γειτνίαση. Για το λόγο αυτό, αυτά τα ουράνια αντικείμενα δεν εκπέμπουν φως και επομένως δεν έχουν χρώμα. Οι αστρονόμοι μπορούν να τις εντοπίσουν, όμως, παρακολουθώντας τις ιδιότητες των υλικών και της ενέργειας που τους περιβάλλει.
Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιγράφει το φάσμα των μηκών κύματος και των συχνοτήτων των διαφόρων τύπων ακτινοβολίας. Οι ακτίνες Χ, τα ραδιοκύματα και το ορατό φως είναι μεταξύ των πολλών τύπων ακτινοβολίας που βρίσκονται σε αυτό το φάσμα. Αντιμετωπίζετε το φαινόμενο του χρώματος όταν η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία συγκεκριμένων μηκών κύματος φτάνει στα μάτια σας. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ταξιδεύει ταχύτερα από οτιδήποτε στο σύμπαν. Ταξιδεύει σε σχεδόν 300 εκατομμύρια μέτρα ανά δευτερόλεπτο (πάνω από 186.000 μίλια ανά δευτερόλεπτο). Παρόλα αυτά, η βαρύτητα επηρεάζει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ούτε η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μπορεί να ξεφύγει από τη βαρυτική δύναμη μιας μαύρης τρύπας. Επομένως, δεν μπορείτε πραγματικά να δείτε τίποτα όταν κοιτάζετε μια μαύρη τρύπα. Δεν εκπέμπεται φως, ορατό ή άλλο, από την ίδια τη μαύρη τρύπα.
Ο ορίζοντας συμβάντος
Ο ορίζοντας συμβάντος περιγράφει το σημείο στο οποίο η δύναμη βαρύτητας που εξασκείται από μια μαύρη τρύπα είναι αρκετά ισχυρή ώστε να μην μπορεί να διαφύγει τίποτα. Επειδή η βαρυτική δύναμη που ασκείται από ένα αντικείμενο μειώνεται περαιτέρω από το αντικείμενο, η ύλη μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα των μαύρων οπών στην περιοχή πέρα από τον ορίζοντα συμβάντος. Ενώ αντικείμενα μέσα στον ορίζοντα συμβάντος δεν μπορούν ποτέ να παρατηρηθούν, οι παρατηρητές θα μπορούν να βλέπουν αντικείμενα έξω από τον ορίζοντα συμβάντος.
Redshift
Όταν τα αστρονομικά σώματα απομακρυνθούν από τον παρατηρητή, εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα. Αυτή η ερυθρή μετατόπιση συμβαίνει επειδή η ταχύτητα με την οποία απομακρύνονται από τον παρατηρητή εκτείνεται στο μήκος κύματος του ορατού φωτός που εκπέμπεται από το αντικείμενο. Αυτό το φως μετατοπίζεται προς το κόκκινο άκρο του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το οποίο χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερα μήκη κύματος. Καθώς τα αντικείμενα κινούνται προς τον ορίζοντα συμβάντος μιας μαύρης τρύπας, βιώνουν μια άπειρη redshift. Ως εκ τούτου, εμφανίζονται πιο κόκκινο σε έναν παρατηρητή μέχρι να γίνουν πολύ αχνά για να το δουν.
Απεικόνιση και ακτίνες Χ
Καθώς η ύλη προσεγγίζει μια μαύρη τρύπα, κινείται σε ένα σχήμα γνωστό ως δίσκο προσαύξησης. Γενικά, οι δίσκοι αυτοί σχηματίζονται λόγω των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των ιδιοτήτων ορμής και των βαρυτικών δυνάμεων των μαύρων οπών. Καθώς η δύναμη της βαρύτητας στην κινούμενη ύλη αυξάνεται, το θέμα θερμαίνεται λόγω της τριβής μεταξύ των συστατικών ατομικών σωματιδίων. Τελικά, αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία - κυρίως ακτινοβολία ακτίνων Χ. Αυτές οι εκπομπές ακτίνων Χ κοντά σε μια μαύρη τρύπα τυπικά εκτείνονται σε πόλους κοντά στον ορίζοντα συμβάντος κάθετα προς το δίσκο προσαύξησης. Ως εκ τούτου, ένα τηλεσκόπιο ακτίνων Χ μπορεί να δει τις εκπομπές που σχετίζονται με μια μαύρη τρύπα.