Mustad augud on hirmutavad ja mõned kõige intrigeerivamad ja salapärasemad objektid universumis. Aga mis on must auk? Mustad augud on sisuliselt kosmoseobjektid, mis on nii äärmiselt massiivsed ja tihedad, et nende gravitatsioonilisest tõmbest, sealhulgas valgust, ei pääseks midagi (sellepärast nimetatakse neid must augud). See viib huvitavate stsenaariumideni seoses musta auku ümbritseva piirkonna füüsikaga.
Üldrelatiivsusteooria postuleerib, et miski massiga kõverdab kosmoseaja kangast ja seda kumerust tunneme kui raskusjõudu. Kõige populaarsem (ja väga kirjeldav) näide selle toimimise illustreerimiseks on kummileht. Kujutis, et teil on suur venivast kummist leht, mis on mõistlikult õpetatud. See leht on ruumikanga kahemõõtmeline kujutis (millel on kolm mõõdet, kuid lihtsuse ja illustreerimise hõlbustamiseks kasutame kahte). Kui asetate lehele väikese marmori, teeb see kummis väikese taande. Kujutage ette, et marmor on planeet ja kui teil on üks neist lahedatest klaasribadega marmorist, võib see isegi Jupiteri moodi välja näha. Väikese veeris (mis loob oma väga väikese taande) marmori abil veeretades võite märgata veerisveereid marmori taande suunas. Põhimõtteliselt tõmbab marmor oma raskuse tõttu väikest veeris selle poole.
Kui asetate lehele keeglikuuli, mis on palju massiivsem, teeb see palju suurema taande, mis tõenäoliselt veeris selle veeremise ajal lõksu jääks. Keegelpall esindaks selles näites väga hästi tähte. Must auk on tähe mass, kuid väga väikeses ruumis, kummist lehele piisavalt sisse taanduda, nii et miski, mida te musta augu süvendist teatud vahemaa tagant sisse ei veereks - ükskõik kui kiiresti te selle ka ei teeks - pääseb. Musta augu ümbritsevat piirkonda, kust midagi välja ei pääse, nimetatakse sündmushorisondiks ja kui suur see ala on, sõltub musta augu enda suurusest.
Täht, kus täht, mille südamik on üle 3 päikesemassi, jõuab eluea lõpuni, moodustub täheline must auk ja tähe sees olevad termotuumaprotsessid ei suru enam piisavalt väljapoole gravitatsiooni sissepoole suunatud pinget, põhjustades tähe implanteerumise . Kui tähe sees olev materjal on surutud alla teatud raadiuse - mida Schwarzschildi raadius on nimetatud selle formuleerinud matemaatiku järgi -, moodustub must auk.
Supermassiivsed mustad augud on need, mis moodustuvad galaktikate keskpunktis ja nende ulatus võib ulatuda miljarditesse päikesemassi. Näiteks Linnutee keskel asuva supermassiivse musta augu mass on umbes 40 000 Päikest ja aine, mis seda ümbritseb - nn akretsioonkettaks - on ilmatu 4 miljardit Päikest. Kuidas moodustuvad supermassiivsed mustad augud? Siit leiate suurepärase ja üksikasjaliku artikli supermassiivsete mustade aukude kohta, kus käsitletakse mõnd konkureerivat teooriat nende moodustamise kohta.
Mustad augud on erineva suurusega, sõltuvalt nende massist. Näiteks kui Päike muutuks mustaks auguks (seda aga ei tehta, kuna selle tuum on liiga väike), oleks musta augu raadius umbes 3 km (1,86 miili). Kui mingite veidrate asjaolude kaudu tihendataks Maa väiksemaks kosmoseks kui tema Scwarzschildi raadius, oleks must auk umbes maapähkli suurune.
Musta augu keskmes on nn singulaarsus, kus musta augu mass surutakse nullini ja üldise relatiivsusteooria võime siin toimuvat kirjeldada laguneb.
Kuidas me teame, et mustad augud on olemas, kui need ei kiirga valgust? Täheliste mustade aukude kohta tuleb tõendusmaterjali nende interaktsioonide jälgimisest binaarsüsteemides. Supermassiivseid mustaid auke saab jälgida nii röntgenteleskoopide abil kui ka gravitatsiooni kaudu, mida nad galaktikas tähtedele avaldavad.
Mustade aukude kohta lisateabe saamiseks on veebis üsna palju ressursse. Alustuseks pakub Hubblesite suurepärast entsüklopeediat, nagu ka Stardate.org. Võite vaadata ka ülejäänud meie jaotist kosmosejuhendi mustade aukude kohta või kuulata sellel teemal asuvaid mitut astronoomiaosastuse episoodi, näiteks episoodid 18, või küsimuste kuvamist mustade, mustade aukudega.
Allikad: NASA: Blackholes, NASA: tähed, hüperfüüsika
