Το χρώμα μιας μαύρης τρύπας

Οι μαύρες τρύπες είναι τα πιο πυκνά αντικείμενα στο σύμπαν. Λόγω της πυκνότητάς τους, σχηματίζουν εξαιρετικά ισχυρά βαρυτικά πεδία. Οι μαύρες τρύπες απορροφούν όλη τη γύρω ύλη και την ενέργεια μέσα σε μια συγκεκριμένη εγγύτητα. Για το λόγο αυτό, αυτά τα ουράνια αντικείμενα δεν εκπέμπουν φως και επομένως δεν έχουν χρώμα. Οι αστρονόμοι μπορούν να τα εντοπίσουν, ωστόσο, παρακολουθώντας τις ιδιότητες των υλικών και της ενέργειας που τα περιβάλλουν.

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα περιγράφει το εύρος των μηκών κύματος και των συχνοτήτων διαφόρων τύπων ακτινοβολίας. Οι ακτίνες Χ, τα ραδιοκύματα και το ορατό φως είναι μεταξύ των πολλών τύπων ακτινοβολίας που βρίσκονται σε αυτό το φάσμα. Βιώνετε το φαινόμενο του χρώματος όταν η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ορισμένων μηκών κύματος φτάνει στα μάτια σας. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ταξιδεύει πιο γρήγορα από οτιδήποτε άλλο στο σύμπαν. Ταξιδεύει περίπου 300 εκατομμύρια μέτρα ανά δευτερόλεπτο (πάνω από 186.000 μίλια το δευτερόλεπτο). Ωστόσο, η βαρύτητα επηρεάζει την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Ούτε καν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρυτική δύναμη μιας μαύρης τρύπας. Επομένως, δεν μπορείτε να δείτε τίποτα όταν κοιτάζετε μια μαύρη τρύπα. Δεν εκπέμπεται φως, ορατό ή άλλο, από την ίδια τη μαύρη τρύπα.

Ο ορίζοντας συμβάντος περιγράφει το σημείο στο οποίο η δύναμη της βαρύτητας που ασκείται από μια μαύρη τρύπα είναι αρκετά ισχυρή ώστε τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει. Επειδή η βαρυτική δύναμη που ασκείται από ένα αντικείμενο μειώνεται πιο μακριά από το αντικείμενο, η ύλη μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας στην περιοχή πέρα ​​από τον ορίζοντα του συμβάντος. Ενώ τα αντικείμενα μέσα στον ορίζοντα συμβάντων δεν μπορούν να δουν ποτέ, οι παρατηρητές θα μπορούν να δουν αντικείμενα έξω από τον ορίζοντα γεγονότων.

Όταν τα αστρονομικά σώματα απομακρύνονται από τον παρατηρητή, εμφανίζονται με κόκκινο χρώμα. Αυτή η κόκκινη 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 γεγονότος μιας μαύρης τρύπας, βιώνουν μια απεριόριστη κόκκινη μετατόπιση. Ως εκ τούτου, φαίνονται πιο κόκκινα σε έναν παρατηρητή έως ότου γίνουν πολύ σκοτεινά για να το δουν.

Καθώς η ύλη πλησιάζει μια μαύρη τρύπα, κινείται σε σχήμα γνωστό ως δίσκος συσσώρευσης. Γενικά, αυτοί οι δίσκοι σχηματίζονται λόγω αλληλεπιδράσεων μεταξύ της ορμής του θέματος και των βαρυτικών δυνάμεων της μαύρης τρύπας. Καθώς αυξάνεται η δύναμη της βαρύτητας στην κινούμενη ύλη, η ύλη θερμαίνεται λόγω της τριβής μεταξύ των συστατικών της ατομικών σωματιδίων. Τελικά, αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται ως ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία - κυρίως ακτινογραφία ακτινοβολίας. Αυτές οι εκπομπές ακτίνων Χ κοντά σε μια μαύρη τρύπα προβάλλονται συνήθως σε πόλους κοντά στον ορίζοντα συμβάντων κάθετα προς τον δίσκο αύξησης. Επομένως, ένα τηλεσκόπιο ακτίνων Χ μπορεί να δει εκπομπές που σχετίζονται με μια μαύρη τρύπα.