Чорна діра зоряної маси

Чорні діри зоряних мас утворюються як кінцевий етап еволюції зорі: після повного вигоряння термоядерного палива й припинення реакцій, теоретично, зоря має охолоджуватися, що призведе до зменшення внутрішнього тиску й стиснення зорі під дією гравітації. Стиснення може зупинитися на певному етапі, а може перейти в стрімкий гравітаційний колапс. Залежно від маси зорі й обертального моменту можливі такі кінцеві стани:

• Згасла дуже щільна зоря, що складається переважно, в залежності від маси, з гелію, вуглецю, кисню, неону, магнію або кремнію (основні елементи перелічено в порядку зростання маси залишку зорі). Такі залишки називають білими карликами, маса їх обмежується зверху межею Чандрасекара.
• Нейтронна зоря, маса якої обмежена межею Оппенгеймера — Волкова.
• Чорна діра.

Максимальна маса нейтронної зорі не дуже добре відома. 1939 року її оцінювали величиною в 0,75 сонячних мас, називаючи межею Оппенгеймера — Волкова[4][5]. 1996 року максимальна маса оцінювалася в діапазоні від 1,5 до 3 сонячних мас[6].

Сучасні розв'язки рівнянь теорії відносності, які описують чорні діри, мають лише три фундаментальні параметри: маса, електричний заряд та момент імпульсу (обертання). Для зовнішнього спостерігача поведінка чорної діри повністю визначається ними й якихось інших характеристик чорна діра не має. Ця властивість чорних дір характеризується метафоричним висловом: чорні діри не мають волосся. Вважається, що чорні діри, які утворилися у Всесвіті, усі мають обертання, але ніяких певних досліджень цього не було. Обертання чорної діри зоряної маси пов'язане зі збереженням кінетичного моменту зорі, з якої утворюється чорна діра.

2004 року з'явилось повідомлення про спостереження зіткнень в рентгенівському діапазоні[7]. 25 серпня 2011 року з'явилося повідомлення про те, що вперше в історії науки група японських і американських фахівців змогла в березні 2011 року зафіксувати момент загибелі зорі, яку поглинає чорна діра[8][9].

11 лютого 2016 року колабораціями LIGO і Virgo було оголошено про перше пряме спостереження гравітаційних хвиль. Відкриття стало можливим внаслідок виявлення найважчої чорної діри зоряної маси, що коли-небудь спостерігалася[10].

Наш Чумацький Шлях містить декілька кандидатів у чорні діри (англ. BHC), які ближчі до нас, ніж надмасивна чорна діра в галактичному центрі. Всі ці кандидати є членами рентгенівських подвійних систем, в яких на компактний об'єкт через акреційний диск перетікає речовина з його супутника. Маса ймовірних чорних дір у цих парах змінюються від трьох до більш як дванадцяти сонячних мас[11][12][13].

• В оповіданні Ларрі Нівена «Singularities Make Me Nervous» (укр. «Від сингулярностей я нервую») завдяки масивним «колапсарам» стало можливо подорожувати в часі[19]
• В оповіданні Джеррі Пурнеля «He Fell Into a Dark Hole» через гравітаційний вплив чорної діри космічний корабель випадково вийшов з гіперпростору.
• В романі Джо Голдемана «The Forever War» («Нескінечна війна») та у відеогрі «Космічні рейнджери» чорні діри використовуються для міжзоряних подорожей.
• У романі «Фіаско» Станіслава Лема зореліт «Еврідіка» спочатку досягає колапсара Гадес і, залишаючись на його орбіті, відправляє модуль «Гермес» з астронавтами на борту до планети Квінта в системі Дзета Гарпії.