Вопросы и ответы по астрономии (типа ликбез)

С астрофизикой "на Вы", но напишу пока дядьки не подоспели

AGRESSOR> Предположим, в центре нашего Солнца вдруг образовалась черная дыра (да, я такой гуманист). Минимально возможная, в 3,6 Массы Солнца, скажем.

Нижнего предела массы у ЧД нет, есть лишь нижний предел для массы ЧД, получившейся в результате коллапса звезды. Теория говорит о туче реликтовых ЧД с массой гораздо меньше, причём фактически стабильные (к испарению) — порядка массы астероида. Есть мнение что такие штуки реально летают, совершенно незаметные.

AGRESSOR> Вопрос: как быстро будет разрушено наше Солнце (оно ведь будет разрушено? взорвется вовнутрь имплозией?), как быстро такая черная дыра втянет в себя материю Земли, как быстро поглотит материю Солнечной системы? Зависят ли параметры стягивания/разрушения материи из пространства вокруг ЧД от ее параметров типа гравитационного радуиса или массы? Если да, то как?

Как быстро разрушится Солнце — вопрос сложный. Скорее всего сразу, хотя это нужно моделировать. Но на пальцах, то вот в центре идёт термоядерная реакция, для неё там подходящие условия. Появляется ЧД — сразу гравитация усиливается, баланс между гравитационным сжатием и радиационным расширением нарушается в сторону сжатия. Резко возрастает температура и давление в "реакторе" (назовём так), объём реактора тоже увеличивается, всё это очень быстро из-за внезапности появления ЧД. Фактически получается что после сжатия мощность реактора стремительно возрастёт, выделение энергии возрастёт, количество выделенной энергии возрастёт, а темп её вывода из реактора не возрастёт. Реактор просто взорвётся, внешние оболочки разлетятся, будет что-то вроде мини-сверхновой. Мини, потому что на глаз половина энергии достанется ЧД. Но разлетится не всё, что-то может сформировать диск, что-то уйдёт в полярные джеты, но звезды уже не будет точно. Условия её стабильного существования будут нарушены в момент появления ЧД. Скорость и особенности протекания процесса зависят он характеристик ЧД, это уж точно только на модели можно посмотреть.
Земля в каком-то виде будет крутиться ещё долго, а может будет выброшена из экс-Солнечной системы вообще, как из катапульты, потому что масса Солнца резко уменьшится, орбитальная скорость Земли не уменьшится, и радиус орбиты сразу увеличится. Добавьте к этому ударную волну от взрыва звезды, а там не так уж мало вещества, и то что останется от Земли, даже если это облако плазмы, улетит далеко. Это если дыра маленькая (менее абстрактный случай). Если "вдруг 3.6МС", то наоборот орбиты станут ближе, Земле хана точно от одного этого, плюс взрыв.
Внешние планеты в каком-то виде наверное могут покинуть систему по тем же причинам: растеряют свою массу от взрыва, плюс ослабленное притяжение экс-звезды (при малой ЧД).
Про зависимость от параметров ЧД написал: важна масса. Чем она меньше, тем медленнее процесс разрушения звезды, тем меньше гравитационное возмущение в системе звезды.

AGRESSOR> Следующий вопрос. Как далеко она может разрастись за счет вещества, которое соберет во всей Солнечной системе?

Добавьте массу солнечной системы к массе ЧД, и прикиньте на каком расстоянии от центра её первая космическая будет равна скорости света. Получится радиус горизонта событий, то есть буквально "чёрной дыры".

AGRESSOR> Третий вопрос. В такой парадоксальной ситуации, когда время воздействия ЧД с материей минимально, а массы вокруг избыток, не произойдет ли гибели самой ЧД? Т.е. она перенасытится поглощением? Или это бред, и ЧД не подавится никаким объемом материи?

Дыры массой примерно с астероид практически стабильны. Если она ещё и кушает, то только вырастет. Она не подавится, но если в дыру свалится сразу много материи, а валится она не по прямой, а во вращающемся диске, то часть вещества может убежать за счёт термоядерных реакций в плотном диске. Вроде писали такое недавно, не скажу уже где. Но в целом ЧД не перенасыщаема, потому что растёт за счёт поглощаемого вещества. Чем больше ест, тем больше растёт.

А.С.> Если бы на месте солнца была чёрная дыра с в точности такой же массой, как масса солнца, отличались бы только температуры планет
Чертовски извиняюсь;а разве планеты не "засосало"бы в ЧД?

А.С.> А какой размер нужен чёрной дыре, чтобы время её существования было порядка миллионов лет? Ну, то есть, чтобы она, будучи отброшена несимметричностью разлёта оболочки, пролетела межзвёздное расстояние до ближайшей или не самой ближайшей, но соседки?
А.С.> И, потом, "массой с астероид" - с какой, с Цереру или с Итокаву?

Я это читал в недавних новостях, где речь шла о реликтовых ЧД. Там упоминалось что ЧД с временем испарения порядка десятков миллиардов лет была бы порядка массы астероида. Это там было для оценки нижнего возможного предела реликтовой ЧД.
Насчёт миллионов я не скажу, как считают испарение по Хоккингу я не знаю. Можно грубо прикинуть, потому что скорость испарения ЧД пропорциональна площади горизонта событий.

AGRESSOR> Так. Идея, что Солнце гибнет и планеты разлетаются - понятна. Но! Ведь на месте Солнца оказывется объект с гораздо более мощным, как я понимаю, гравитационным полем. С чего бы это планетам разлетаться?
AGRESSOR> Кстати, за пределами горизонта событий гравитационное воздействие ЧД падает по такому же закону, что и тяготение обычного солнца или планеты - пропорционально квадрату расстояния от центра ЧД?

Вы начальные условия уточните: дыра 3.6МС или реликтовая крошечная? Планеты разлется если масса Солнца уменьшится, плюс ещё ударная волна. Если Солнце в результате взрыва сбросит половину массы и Земля получит свою угловую долю, Земля получит эквивалент ~1.5e-4 своей массы в виде ударной волны. Не то чтобы много по сравнению с эффектом облегчения звезды на половину. Если ЧД большая, то тоже гравитация должна доминировать.
Гравитация для всех одинакова.

И76> Чертовски извиняюсь;а разве планеты не "засосало"бы в ЧД?

Какие-то да. Орбиты бы изменились. Некоторые из планет, полагаю, получили бы достаточную орбитальную скорость и вышли бы на новые орбиты вокруг ЧД. Другие бы, вероятно, были бы затянуты внутрь.

au> Вы начальные условия уточните: дыра 3.6МС или реликтовая крошечная?

Я о реликтово-крошечных вообще ничего не писал. Именно 3,6 МС (я почему-то посчитал, что именно такие и бывают минимальными - забыл, что некоторые могут со старостью испариться по Хокингу.

au> Планеты разлется если масса Солнца уменьшится, плюс ещё ударная волна.

А причем тут масса? Масса Солнца определяет его гравитацию. Если Солнце взорвется, то масса распределенными частями полетит в разные стороны. Но на месте солнца останется новый объект - ЧД с мощным гравитационным полем.

Ударная волна... да... но насколько велико будет ее влияние с расширением фронта и воздействием на объект столь малых угловых размеров, как Земля, например?

au> Если Солнце в результате взрыва сбросит половину массы и Земля получит свою угловую долю, Земля получит эквивалент ~1.5e-4 своей массы в виде ударной волны. Не то чтобы много по сравнению с эффектом облегчения звезды на половину. Если ЧД большая, то тоже гравитация должна доминировать.

Вот и я думаю, что главным станет гравитационное влияние ЧД.

au> Гравитация для всех одинакова.

Я так и думал.

AGRESSOR> Какие-то да. Орбиты бы изменились. Некоторые из планет, полагаю, получили бы достаточную орбитальную скорость и вышли бы на новые орбиты вокруг ЧД. Другие бы, вероятно, были бы затянуты внутрь.
Странно,я думал,ЧД это область в пространстве-времени гравитационное притяжение которой настолько велико,что покинуть ее не могут даже объекты движущиеся со скоростью света.

И76> Странно,я думал,ЧД это область в пространстве-времени гравитационное притяжение которой настолько велико,что покинуть ее не могут даже объекты движущиеся со скоростью света.

Это правильно для того, что находится не далее горизонта событий. Дальше скорость убегания ака вторая космическая (т.е. для ухода от данного тела в пространство) уменьшается. На горизонте событий она равна скорости света. Поскольку считается, что ничего двигаться быстрее света не может, то и покинуть горизонт событий нельзя, так как для этого нужна сверхсветовая скорость движения. Но за этим горизонтом, на субсветовых скоростях, - уже можно. Дальше притяжение ЧД становится меньше-меньше-меньше... Пропорционально квадрату расстояния, как и с другими телами.

А горизонт событий, как я понимаю, можно описать для понимания как некое удаление, некую орбиту от самой ЧД. И это не поверхность самого тела. Это что-то вроде невидимой заколдованной зоны вокруг ЧД.

au>> Планеты разлется если масса Солнца уменьшится, плюс ещё ударная волна.
AGRESSOR> А причем тут масса? Масса Солнца определяет его гравитацию. Если Солнце взорвется, то масса распределенными частями полетит в разные стороны. Но на месте солнца останется новый объект - ЧД с мощным гравитационным полем.

Масса при том что неясны начальные условия. Если в Солнце вдруг появляется ЧД массой 3.6МС, то закрыв глаза на взрыв можно сказать что вместо Солнца появится ЧД массой 4МС, и все орбиты соответственно новой массе изменятся.

AGRESSOR> Ударная волна... да... но насколько велико будет ее влияние с расширением фронта и воздействием на объект столь малых угловых размеров, как Земля, например?

Я прикинул сколько массы солнечной плазмы получит Земля: ~1.75е6кг свежей плазмы на квадратный метр поверхности Земли. Какое будет влияние этого дела — я не берусь сказать.

А.С.>> Если бы на месте солнца была чёрная дыра с в точности такой же массой, как масса солнца, отличались бы только температуры планет
И76> Чертовски извиняюсь;а разве планеты не "засосало"бы в ЧД?

Гравитационное поле Солнца и чёрной дыры на месте солнца и с такой же массой отличались бы лишь внутри фотосферы Солнца, снаружи никакой разницы. Гравитационное поле сферически симметричного тела и массивной точки с такой же массой ничем не отличаются на расстоянии, большем радиуса этого тела. "Засосать" могло бы лишь те планеты, которые оказались бы на расстоянии сильно меньшем, чем радиус Солнца.

AGRESSOR> Это правильно для того, что находится не далее горизонта событий. Дальше скорость убегания ака вторая космическая (т.е. для ухода от данного тела в пространство) уменьшается. На горизонте событий она равна скорости света. Поскольку считается, что ничего двигаться быстрее света не может, то и покинуть горизонт событий нельзя, так как для этого нужна сверхсветовая скорость движения. Но за этим горизонтом, на субсветовых скоростях, - уже можно. Дальше притяжение ЧД становится меньше-меньше-меньше... Пропорционально квадрату расстояния, как и с другими телами.
AGRESSOR> А горизонт событий, как я понимаю, можно описать для понимания как некое удаление, некую орбиту от самой ЧД. И это не поверхность самого тела. Это что-то вроде невидимой заколдованной зоны вокруг ЧД.
Я понял это так:ЧД за пределами эргосферы(своей) уже не является "страшным пылесосом"?