העצמים המוזרים ביותר בחלל: כולם על כוכבים שלא הופכים לחורים שחורים

מדענים חוקרים במשך שנים עצם קוסמי יוצא דופן ש"עובד" כמו חור שחור, נראה כמו

חור שחור, אבל זה לא חור שחור.זהו הכוכב של בוגדאל - העצם הצפוף ביותר שיכול להתקיים ביקום מבלי להפוך לחור שחור. לגוף הזה יש הבדל מהותי אחד - היעדר אופק אירועים. המשמעות היא שהצופה שלהם יכול "לצאת" מאחיזתו הכבידתית אם הוא יתאמץ מספיק.

הבעיה היא שהאובייקט הזה -הִיפּוֹתֵטִי. מדענים עדיין לא הצליחו לצפות בהם בחלל. האם החפצים המסתוריים האלה באמת קיימים היא שאלה גדולה. עם זאת, במחקר שנערך לאחרונה, ייתכן שפיזיקאי מהודו גילה מאפיין חדש של כוכבי Buchdahl שעשוי לעזור לענות על שאלה זו.

כיצד "עובדים" חורים שחורים?

באופן כללי, אסטרונומים מסכימים על כךחורים שחורים באמת קיימים. מדענים צופים בראיות לקיומם בכל מקום (היי-טק כתב בעבר על העדויות העיקריות לקיומם).

רעיון של אמן על שכונת חור שחור. איור: ESO/L. קלקאדה

אסטרונומים מבינים גם כיצד נוצרים שחוריםחורים: אלו הם השרידים של קריסת הכבידה הקטסטרופלית של כוכבים מסיביים. כשהם מתים, שום כוח בטבע לא יכול לתמוך במשקל שלהם. לכן, החפצים הנידונים הללו ממשיכים "ללחוץ על עצמם" עד אינסוף.

כוכבים מתים

עם זאת, מדענים עדיין לא מבינים כיצדחפץ יכול להתכווץ מבלי להפוך לחור שחור. אסטרונומים כבר יודעים על קיומם של ננסים לבנים, ש"שוקלים" כמו השמש, אבל הם בגודל של כדור הארץ. פיזיקאים חוקרים גם את טבעם של כוכבי נויטרונים, שדוחסים עוד יותר את המסה של כוכב לגודל של עיר. אבל לא ידוע אם יש חפץ קטן עוד יותר שהצליח להימנע מלהפוך לחור שחור.

כוכבי בוכדל

בשנת 1959, הפיזיקאי הגרמני-אוסטרלי הנסBuchdahl חקר כיצד "כוכב אידיאלי" (שהוא גוש כדורי אידיאלי של חומר) יכול להתנהג אם הוא נדחס ככל האפשר. ככל שגוש החומר נעשה קטן יותר ויותר, צפיפות העצם גדלה, מה שהפך את המשיכה הכבידה לאינטנסיבית יותר. באמצעות חישובים מתורת היחסות הכללית של איינשטיין, מצא בוכדהל גבול תחתון מוחלט לגודלו של "כוכב" צפוף ככל האפשר מבלי להפוך לחור שחור. הוא שווה ל-9/4 ממסת ה"כוכב" כפול קבוע הכבידה של ניוטון (G) ומחולק במהירות האור (299 792 458 מ'/שנ') בריבוע.

לפיכך, הודות לחישובים, המדען קיבלהעצם הצפוף ביותר בחלל. אבל אם תדחס את זה אפילו קצת, אז גבול Buchdahl יתגבר והכוכב יהפוך לחור שחור. מתחת לערך זה, אובייקט צריך להפוך תמיד לחור שחור, לפחות לפי תורת היחסות הכללית.

מה גילה המדען?

חפש אובייקטים אקזוטיים שנמצאיםבקצה הגבול הזה, מה שמכונים כוכבי Buchdahl, הפכו לעיסוק פופולרי הן עבור תיאורטיקנים והן עבור משקיפים, שיתף פול מ. סאטר, פרופסור מחקר לאסטרופיזיקה באוניברסיטת SUNY Stony Brook ו-  יורק. במחקר חדש, ייתכן ש- Naresh Dadhich, פיזיקאי במרכז הבין-אוניברסיטאי לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה בפונה, הודו, גילה תכונה מפתיעה שיש לגופים כאלה. הוא דיבר על תגליותיו במאמר שפורסם בשרת ה-preprint arXiv.org, שעדיין לא זכה לביקורת עמיתים.

איור: נאס"א

דדיץ', שקורא לכוכבי בוגדאל"סימולטורים של חורים שחורים", חקרו מה קורה לאנרגיה של כוכב היפותטי כאשר הוא מתחיל להתמוטט ל"עצמי גבול". לאחר שביצע את החישובים, הוא גילה משהו מפתיע: כשהכוכב הגיע לגבול Buchdahl, האנרגיה הקינטית הכוללת הייתה שווה למחצית מהאנרגיה הפוטנציאלית.

יחס זה חל על רביםמצבים באסטרונומיה כאשר כוח הכבידה מאוזן עם אחרים. המשמעות היא שתיאורטית, כוכבי Buchdahl יכולים להתקיים כאובייקט יציב עם תכונות שכבר נחקרו היטב.

"אופק האירועים של החור השחור חוסם אותנורעיון של מה יש בתוכו. אבל אנחנו יכולים ללמוד ממה עשויים כוכבי Buchdahl. כך נוכל להבין איך נראה החלק הפנימי של חור שחור", מסביר מחבר המחקר ל- Live Science.

בעיה אחרונה

למצוא את הכוכב של בוגדאל זה עניין אחר.נכון להיום, לא ידוע על סידור חומר שיכול ליצור אובייקט כזה. אבל המחקר של דדיך מציע איך זה עשוי לעבוד. יהיה צורך במחקר נוסף כדי להבין אילו תכונות אחרות יש לחפצים האקזוטיים האלה ומה הם יכולים לספר למדענים על חורים שחורים.

קרא עוד:

בלאזאר, שנמצא לפני 20 שנה, התברר כחפץ קיצוני

TESS גילה "כדור הארץ חדש": כוכב לכת אבן עם מים נמצא באזור המגורים

תראו את ההשלכות של ההתנגשות בשנת 1181 של שני כוכבים