Czy każda gwiazda staje się czarną dziurą? Czy jest jakieś prawdopodobieństwo, że nasze słońce może stać się czarną dziurą? Jeśli tak, to czy będzie w stanie stać się czarną dziurą? jaki jest obecny stan słońca w cyklu życia czarnej dziury? Jaki będzie wpływ na wszystkie obiekty planetarne w Układzie Słonecznym, jeśli Słońce zamieni się w czarną dziurę.
Przepraszam za tak wiele pytań, ale nie mogę ich przegapić, ponieważ są to niektóre pytania.
Odpowiedzi:
Wybór między trzema losami gwiazd (biały karzeł, gwiazda neutronowa, czarna dziura) jest całkowicie zależny od masy gwiazdy.
Gwiazda w głównej sekwencji (podobnie jak większość gwiazd, w tym nasze Słońce) jest stale w równowadze między wewnętrznym ciśnieniem grawitacyjnym a zewnętrznym ciśnieniem energii wytwarzanej przez syntezę wodoru, która powoduje, że „pali się”. 1 Ta równowaga pozostaje względnie stabilna, dopóki gwiazda nie skończy się jakimkolwiek obecnym paliwem - w tym momencie przestaje się palić, co oznacza, że nie ma już ciśnienia zewnętrznego, co oznacza, że zaczyna się zapadać. W zależności od tego, ile jest masy, może się wystarczająco rozgrzać, gdy się zapadnie i zacznie się stapiać hel. (Jeśli jest naprawdę ogromny, może nadal spalać węgiel, neon, tlen, krzem, a na koniec żelazo, którego nie można skutecznie stopić).
Niezależnie od tego, jakie jest jego końcowe paliwo, ostatecznie gwiazda osiągnie punkt, w którym zapadanie się grawitacji jest niewystarczające, aby rozpocząć spalanie następnego paliwa w linii. To wtedy „gwiazda” umiera.
Jeśli gwiazda pozostanie 2 masą mniejszą niż 1,44 masy Słońca ( granica 3 Chandrasekhara ), ostatecznie grawitacja zapadnie się gwiazdy do punktu, w którym każdy atom zostanie popchnięty bezpośrednio do następnego. Nie mogą się dalej zapaść, ponieważ elektrony nie mogą się nakładać. Choć białe karły mają rzucić światło, robią to dlatego, że są bardzo gorące i powoli ochłodzić, ponieważ nie są one generowania nowej energii. Teoretycznie biały karzeł w końcu ściemni się, aż stanie się czarnym karłem, chociaż wszechświat nie jest wystarczająco stary, aby to się stało.
Jeśli zapadająca się gwiazda znajduje się powyżej granicy Chandraskhar, grawitacja jest tak silna, że może pokonać ograniczenie „elektrony nie mogą się pokrywać”. W tym momencie wszystkie elektrony w gwieździe zostaną popchnięte do połączenia z protonami, tworząc neutrony. Ostatecznie cała gwiazda będzie się składać głównie z neutronów popychanych tuż obok siebie. Neutronów nie można wepchnąć do zajmowania tej samej przestrzeni, więc gwiazda ostatecznie staje się pojedynczą kulą czystych neutronów.
Czarne dziury to krok dalej niż gwiazdy neutronowe, choć warto je omówić bardziej szczegółowo. Wszystko teoretycznie ma promień Schwarzschilda . To jest promień, w którym kula tej masy byłaby tak gęsta, że światło nie mogłoby uciec. Na przykład promień Schwarzschilda dla Ziemi wynosi około 9 mm. Jednak dla wszystkich mas mniejszych niż gdzieś pomiędzy 2-3 razy większą od masy Słońca, nie jest możliwe ściśnięcie materii wystarczająco małej, aby dostać się do tego promienia. Nawet gwiazda neutronowa nie jest wystarczająco masywna.
Ale gwiazda, która staje się czarną dziurą, jest. W rzeczywistości nie wiemy, co dzieje się z gwiazdą, gdy staje się czarną dziurą - same krawędzie „dziury” to po prostu promień Schwarzschilda - światło punktowe nie może uciec. Z zewnątrz nie ma znaczenia, czy materia zapadła się do tego stopnia, że neutrony zaczęły się nakładać, czy zatrzymały się w promieniu, czy też dalej zapadały się, dopóki nie złamały wszystkich znanych praw fizycznych. Krawędzie są nadal takie same, ponieważ są tylko odcięciem opartym na prędkości ucieczki.
1 Ignoruję tutaj fazę czerwonego giganta, ponieważ jest to tylko opóźnienie w kroku „wyczerpania się paliwa”. Zasadniczo rdzeniem jest helowy „popiół”, podczas gdy proces syntezy wodoru zachodzi coraz bardziej. Gdy skończy się, pojawi się nowa, a zawalenie będzie kontynuowane.
2 Podobnie, ignoruję masę, jaką gwiazdy zrzucają w różnych fazach nowej. Wszystkie podane masy oparte są na pozostawionych resztkach.
3 Każde źródło , które znalazłem dla masy Chandrasekhar, z wyjątkiem Wikipedii, daje 1,44 lub 1,4 mas Słońca (które są kompatybilne). Wikipedia podaje 1,39 i podaje co najmniej jedno źródło na poparcie tego numeru.
Nie jestem astronomem, tylko entuzjastą, ale uważam, że jedynym sposobem, w jaki słońce może stać się czarną dziurą, jest to, że gdy zderzą się galaktyka Andromeda z Drogą Mleczną, jeśli nasza gwiazda połączy się z inną gwiazdą i masą dwa są wystarczająco duże, aby stworzyć czarną dziurę, to jest możliwe; jednak z tego, co przeczytałem, pomimo ogromnego rozmiaru galaktyk i absurdalnej liczby gwiazd w nich, ponieważ planety i gwiazdy (szczególnie na zewnętrznych krawędziach galaktyki) są tak daleko, że zderzenia są w rzeczywistości bardzo mało prawdopodobne.
Niektóre źródła informacji (żadne nie mówią o scenariuszu czarnej dziury): https://www.youtube.com/watch?v=2WEI8WBJkKk https://www.youtube.com/watch?v=7uiv6tKtoKg http: // www .space.com / 15947-milky-andromeda-galaxies-collision-simulated-video.html