سیاهچاله چیست؟

سیاهچاله شیئی با نیروی جاذبه ی بسیار قوی است که هیچ چیز (حتی نور) نمی تواند از میدان جاذبه ی آن بگریزد. «کارل شوارتس شیلد»، ستاره شناس آلمانی، در سال 1907 میلادی وجود سیاهچاله ها را در فضا پیش بینی کرد.

 او از لحاظ تئوری ثابت کرد که سیاهچاله ها هنگامی به وجود می آیند که ستارگان غول پیکر به مرحله ی مرگ می رسند.

ستارگان طی چند میلیارد سال، روند تکاملی خود را طی می کنند. دو نیرو باعث می شود که اندازه ی یک ستاره در حد طبیعی حفظ شود. موادّ موجود در ستاره در اثر حرارت بسیار بالا منبسط می شوند؛ در نتیجه نیرویی به وجود می آید که آنها را از یکدیگر دور می کند. از طرف دیگر، نیروی جاذبه ی بسیار زیاد، موادّ تشکیل دهنده ی ستاره را به سوی خود جذب می کند.

پس از گذشت چند میلیارد سال از عمر ستاره، سوخت آن کاهش می یابد و دمای هسته پایین می آید. در این حالت، نیروی جاذبه بیشتر از نیروی ناشی از انبساط می شود. پس از آن، به تدریج ستاره دچار فروپاشی شده، حرارت و فشار درونی آن بالا می رود. در این مرحله،و اکنش های هسته ای جدید رخ می دهد و سطح خارجی ستاره در اثر فشار ناشی از این واکنش ها، مجدداً منبسط می شود. به این ترتیب، ستاره به یک «غول سرخ» تبدیل می شود. اندازه ی غول سرخ هزاران بار بیشتر از اندازه ی اولیه ی ستاره است.

 سرانجام پس از میلیونها سال این واکنشهای هسته ای نیز به پایان می رسند و ستاره در اثر نیروی جاذبه اش فرو می پاشد و به یک «کوتوله ی سفید» تبدیل می شود. ستاره وقتی به صورت کوتوله ی سفید در می آید، بسیار فشرده می شود. این فشردگی به حدی زیاد است که موجب شکسته شدن اتم های داخل ستاره می شود. در این مرحله، دیگر واکنشهای هسته ای صورت نمی گیرند؛ ولی انرژی ناشی از فروپاشی، گرما تولید می کند و کوتوله ی سفید با درخشش کم از خود نور منتشر می کند. پس از آن، به تدریج این انرژی به اتمام می رسد و ستاره سرد می شود. در این مرحله، عمر ستاره به پایان می رسد و به یک «کوتوله ی سیاه» تبدیل می شود که هیچ نوری ندارد و دیده نمی شود.

اگر جرم ستاره در زمان فروپاشی بین 4/1 تا سه برابر جرم خورشید منظومه ی شمسی باشد، در اثر نیروی جاذبه ی حاصل از فروپاشی به مرحله ی بعد از کوتوله ی سفید نمی رسد. ولی اگر جرم آن بیش از این مقدار باشد، در اثر برخورد پروتونها و الکترونها، نوترون تولید می شود. در این حالت به ستاره، «ستاره ی نوترونی» می گویند. ستاره های نوترونی بسیار فشرده اند و چگالی بالایی دارند. اندازه ی ستاره ی نوترون کوتوله ی سفید و نیروی جاذبه ی آن ده میلیارد برابر ستاره ی اولیه است. نوری که از ستاره ی نوترونی ساطع می شود، انرژی آن را کاهش می دهد؛ در نتیجه اندازه ی آن بیش از پیش کاهش می یابد. پس از آن، ستاره به مرحله ای می رسد که هیچ نوعی تشعشعی از آن خارج نمی شود. در این مرحله، چگالی ستاره به اندازه ای زیاد می شود که حتّی نور نیز نمی تواند از میدان جاذبه اش بگریزد. به این ترتیب ستاره دیگر دیده نمی شود و به سیاهچاله تبدیل می شود. در واقع می توان گفت سیاهچاله، کوچکترین و چالترین شیء موجود در جهان است و می تواند از خود اشعه ی ایکس منتشر کند.