Хар нүх хэрхэн үүсдэг вэ?

Устөрөгч гели болж хувирдаг цөмийн дулаан ялгаруулах үйл явцын үр дүнд бий болдог дулааны даралтын ачаар ердийн од өөрийнхөө оршихуйн олон сая жил үргэлжлэх үндсэн хугацааны туршид өөрийнхөө таталцлын эсрэг зогсдог. Гэвч яваандаа одны цөмийн түлш дуусаж, од агшиж эхэлнэ. Ийнхүү асар их масстай од хэмээх биет нь агшиж дуусмагцаа нөхцөл байдлаас шалтгаалан цагаан одой, нейтрон од эсвэл хар нүх болж хувирдаг.

Хэдийгээр харьцангуй онол нь хар нүхний хэлбэрийг таамаглаж болохоор байсан ч Эйнштейн түүнийг нээгээгүй юм. Харин Карл Шварцчилд Эйнштейний тэгшитгэлийг ашиглан хар нүх байж болохыг баталжээ. Тэр энэ таамаглалаа 1915 онд Эйнштейний онолтой цуг гаргаж байж. Эндээс Шварцчилдийн радиус хэмээх нэр томъёо гарсан нь хар нүх үүсгэхийн тулд ямар нэг объектыг хэр зэрэг шахаж агшаахыг харуулдаг хэмжүүр болжээ.

Уг онолоор ямар ч объектыг хангалттай жижиг болтол нь шахаж чадвал нягтрал нь нэмэгдсэнээр татах хүч нь эрс ихсэж, хар нүх болох боломжтойг баталдаг. Жишээ нь дэлхийн бөмбөрцгийг самрын чинээ болтол шахвал хар нүх болно.

Хар нүх юунаас бүтдэг вэ?

Хар нүх нь хуучин од байхдаа дагадаг байсан тойрог замаар "гэлдэрдэг". Гэхдээ хар нүх хэзээ ч эргэдэггүй зөвхөн хөвнө. Түүний хөвдөг зам нь цагираг хэлбэртэй. Хар нүх хил хязгаартай бөгөөд түүнийг үйл явдлын хаяа (event horizon) хэмээн нэрлэдэг. Энэ хэсэгт таталцлын хүч гэрлийг хар нүхнээс гарч чадахааргүйгээр барих тийм хэмжээний их хүчтэй байна. Гэрлээс илүү хурдан өөр ямар ч зүйл хөдөлж чадахгүй болохоор бусад бүх зүйл мөн нэг адил буцаж дотогшоо сорогдон татагдаж, түүнийг гадагшаа орхин гарч чадахгүй. Үйл явдлын хаяаг нэвтлэн унахыг Ниагарын хүрхрээнээс завьтай гулсаж унахтай зүйрлэж болох юм.

Ийм хар нүхний үйл явдлын хаяаг тойрон эргосфер хэмээх жижигхэн талбай бий. Энэхүү талбай нь хар нүхийг тойрч эргэлддэг боловч үйл явдлын хаяанаас ялгаатай нь та эндээс гарч чадна. Тиймээс эргосфер ба гадаад ертөнцийн хооронд энерги солилцох боломжтой. Эргоносферээр дамжин өнгөрч буй квант болон бусад тоосонцрууд нь түүний эргэлтийн кинетик энергийг авч чаддаг. Энэ үзэгдлийг Пенроузын процесс гэж нэрлэдэг.

Хар нүхний ойролцоо халуун ионжуулсан хий ажиглагддаг. Тус хий нь хар нүхний төвөөс соронзон орны нөлөөгөөр шахагдан гардаг. Ийм хий гарч ирэх болсон шалтгаан нь хар нүхэнд орсон зүйлс болон соронзон орны харилцан үйлчлэлтэй холбоотой гэж үздэг. 

Хий, тоосонцор нь хар нүхэнд татагдан орохдоо хуйлран халж, их хэмжээний цацраг ялгаруулдгаас янз бүрийн өнгөтэй харагдаж, нэг ёсондоо эрдэмтдэд өөрийгөө барьж өгдөг гэсэн үг. Иймээс хар нүхний ойр орчим заримдаа янз бүрийн өнгөөр гэрэлтдэг. Мөн нүх биш хонгил юм байна гэсэн ойлголтод ихэнх эрдэмтэд хүрээд байгааг дурдах хэрэгтэй.

Хар нүхний дотор яг юу байдаг талаар хэн ч мэдэхгүй. Одоогийн байдлаар ихэнх эрдэмтэд дотор нь орсон бүх материуд шахагдсан цэвэр энерги хэлбэртэй болдог хэмээн таамаглаж байгаа.