Πώς τα αστέρια μετατρέπονται σε μαύρη τρύπα;
Ο κύκλος ζωής ενός αστεριού
1. γέννηση: Τα αστέρια γεννιούνται από γιγαντιαία σύννεφα αερίου και σκόνης που ονομάζονται νεφελώματα. Η βαρύτητα τραβά αυτά τα σύννεφα μαζί και καθώς το υλικό συμπιέζει, θερμαίνεται.
2. Κύρια ακολουθία: Μόλις είναι αρκετά ζεστό και πυκνό, η πυρηνική σύντηξη αρχίζει στον πυρήνα. Αυτό είναι όπου τα άτομα υδρογόνου συγχωνεύονται σε ήλιο, απελευθερώνοντας τεράστια ενέργεια που κάνει το αστέρι να λάμπει. Το αστέρι εισέρχεται στη φάση της "κύριας ακολουθίας", ξοδεύοντας τη συντριπτική πλειοψηφία της ζωής του σε αυτό το κράτος.
3. Κόκκινος γίγαντας: Τελικά, το καύσιμο υδρογόνου στον πυρήνα τελειώνει. Το αστέρι αρχίζει να καταρρέει κάτω από τη δική του βαρύτητα. Καθώς ο πυρήνας συρρικνώνεται, τα εξωτερικά στρώματα επεκτείνονται και δροσερά, μετατρέποντας το αστέρι σε έναν κόκκινο γίγαντα.
4. σύντηξη βαρύτερων στοιχείων: Ο πυρήνας αρχίζει τώρα να συγχωνεύει βαρύτερα στοιχεία, όπως το ήλιο και ο άνθρακας. Αυτές οι αντιδράσεις σύντηξης παράγουν ακόμα περισσότερη ενέργεια, αλλά είναι επίσης πολύ ταχύτερες και βραχύτερες.
5. Stellar Death: Ανάλογα με τη μάζα του αστεριού, η μοίρα της θα είναι ένα από τα παρακάτω:
* Λευκός νάνος: Για αστέρια με μάζα παρόμοια με τον ήλιο μας, ο πυρήνας θα γίνει τελικά ένας λευκός νάνος - ένα πυκνό, ζεστό υπόλοιπο που σταδιακά κρυώνει.
* Αστέρι νετρονίων: Για τα αστέρια με μάζα αρκετές φορές μεγαλύτερες από τον ήλιο, ο πυρήνας θα καταρρεύσει ακόμη περισσότερο, σχηματίζοντας ένα αστέρι νετρονίων - ένα απίστευτα πυκνό αντικείμενο όπου τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια συνθλίβονται μαζί.
* Μαύρη τρύπα: Για τα πιο μαζικά αστέρια, η κατάρρευση του πυρήνα είναι ασταμάτητη. Η βαρύτητα γίνεται τόσο έντονη που τίποτα, ούτε καν ελαφρύ, μπορεί να ξεφύγει. Αυτό δημιουργεί μια μαύρη τρύπα.
Ο σχηματισμός μιας μαύρης τρύπας
* Βαρβική κατάρρευση: Ο πυρήνας ενός τεράστιου αστέρι εξαντλείται από το καύσιμο για σύντηξη και το αστέρι καταρρέει κάτω από τη δική του βαρύτητα. Αυτή η κατάρρευση είναι απίστευτα βίαιη και γρήγορη.
* ορίζοντας συμβάντος: Καθώς ο πυρήνας συμπιέζει, η πυκνότητα του αυξάνεται δραματικά. Η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο ισχυρή που ένα όριο που ονομάζεται "ορίζοντας συμβάντος" σχηματίζεται. Αυτό είναι το σημείο μη επιστροφής - οτιδήποτε διασχίζει τον ορίζοντα συμβάντος θα τραβηχτεί στη μαύρη τρύπα.
* Singularity: Στο κέντρο της μαύρης τρύπας, όλα τα ύλη συμπιέζονται σε ένα απείρως μικρό σημείο γνωστό ως μια ιδιαιτερότητα. Αυτό το σημείο διαθέτει άπειρη πυκνότητα και βαρύτητα.
Βασικές έννοιες
* ορίζοντας συμβάντος: Το όριο γύρω από μια μαύρη τρύπα όπου η ταχύτητα διαφυγής υπερβαίνει την ταχύτητα του φωτός.
* Singularity: Το σημείο της άπειρης πυκνότητας στο κέντρο μιας μαύρης τρύπας.
* ταχύτητα διαφυγής: Η ταχύτητα ενός αντικειμένου πρέπει να ξεφύγει από τη βαρυτική έλξη ενός ουράνιου σώματος. Η ταχύτητα διαφυγής στον ορίζοντα συμβάντος μιας μαύρης οπής είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός.
* Μάζα μαύρης οπής: Οι μαύρες τρύπες έρχονται σε διάφορα μεγέθη, από μαύρες τρύπες αστέρι (που σχηματίζονται από την κατάρρευση ενός μοναδικού αστέρι) σε υπερμεγέθους μαύρες τρύπες που βρέθηκαν στα κέντρα των γαλαξιών.
Σημαντική σημείωση: Η διαδικασία ενός αστεριού που καταρρέει σε μια μαύρη τρύπα είναι εξαιρετικά πολύπλοκη και περιλαμβάνει προηγμένη φυσική. Αυτή η εξήγηση παρέχει μια απλοποιημένη επισκόπηση.
