Каждая звезда становится черной дырой? Есть ли вероятность, что наше солнце может стать черной дырой? Если да, значит, он на пороге превращения в черную дыру? Каково текущее состояние Солнца в соответствии с жизненным циклом черной дыры? Что скажется на всех планетарных объектах Солнечной системы, если Солнце превратится в черную дыру.
Извините за столько вопросов, но я не могу пропустить их, потому что это некоторые вопросы, которые у меня на уме.
Ответы:
Выбор между тремя судьбами звезд (белый карлик, нейтронная звезда, черная дыра) полностью определяется массой звезды.
Звезда на главной последовательности (как и большинство звезд, включая наше Солнце) постоянно находится в балансе между внутренним давлением гравитации и внешним давлением энергии, генерируемой синтезом водорода, который заставляет его «гореть». 1 Этот баланс остается относительно стабильным до тех пор, пока у звезды не кончится то, что является ее текущим топливом - в этот момент она перестает гореть, что означает, что больше нет внешнего давления, что означает, что она начинает разрушаться. В зависимости от того, сколько там массы, она может нагреться достаточно сильно, чтобы разрушиться, чтобы начать смешивать гелий. (Если он действительно массивный, он может продолжать сжигать углерод, неон, кислород, кремний и, наконец, железо, которое не может быть слито с пользой.)
Независимо от того, каково его конечное топливо, в конечном итоге звезда достигнет точки, когда коллапса от силы тяжести недостаточно, чтобы начать сжигать следующее топливо в линии. Это когда звезда "умирает".
Если звезда останется на 2 массы меньше, чем 1,44 солнечной массы ( предел Чандрасекара 3 ), в конечном итоге гравитация разрушит звезду до точки, где каждый атом будет выталкиваться прямо против следующего. Они не могут разрушаться дальше, потому что электроны не могут перекрываться. В то время как белые карлики действительно пролить свет, они делают это потому , что они сильно нагреваются и медленно остывают, не потому , что они генерировать новую энергию. Теоретически, белый карлик в конечном итоге тускнеет, пока не станет черным карликом, хотя вселенная еще не достаточно стара, чтобы это произошло.
Если коллапсирующая звезда находится выше предела Чандрасхара, гравитация настолько сильна, что может преодолеть ограничение «электроны не могут перекрывать». В этот момент все электроны в звезде будут объединены с протонами с образованием нейтронов. В конце концов, вся звезда будет состоять в основном из нейтронов, толкаемых прямо рядом друг с другом. Нейтроны нельзя заставить занять одно и то же пространство, поэтому звезда в конечном итоге превращается в единый шар из чистых нейтронов.
Черные дыры - это шаг за нейтронными звездами, хотя их стоит обсудить немного подробнее. Все, по идее, имеет радиус Шварцшильда . Это радиус, где шар этой массы будет настолько плотным, что свет не сможет вырваться. Например, радиус Шварцшильда для Земли составляет около 9 мм. Однако для всех масс, меньших, чем где-то в 2-3 раза больше массы Солнца, невозможно сжать вещество настолько маленьким, чтобы оно попадало в этот радиус. Даже нейтронная звезда не достаточно массивна.
Но звезда, которая становится черной дырой. На самом деле мы не знаем, что происходит со звездой, когда она становится черной дырой - края самой «дыры» - это просто радиус Шварцшильда - точечный свет не может вырваться. Со стороны не имеет значения, упало ли вещество до такой степени, что нейтроны начали перекрываться, остановилось ли оно только внутри радиуса или продолжало разрушаться, пока не нарушило все известные физические законы. Края все те же, потому что они просто отсечки в зависимости от скорости убегания.
1 Я игнорирую фазу красного гиганта здесь, так как это просто задержка в шаге «кончилось топливо». По сути, ядро представляет собой гелиевую «золу», в то время как процесс синтеза водорода происходит все дальше и дальше. Как только это заканчивается, вы получаете новую, и крах продолжается.
2 Точно так же я игнорирую массу, которую звезды проливают в разные фазы новой звезды. Все данные массы основаны на остатках, оставленных позади.
3 Каждый источник, который я нашел для массы Чандрасекара, кроме Википедии, дает 1,44 или 1,4 солнечных масс (которые совместимы). Википедия дает 1,39 и дает по крайней мере один источник в поддержку этого числа.
Я не астроном, просто энтузиаст, но я верю, что единственный путь, которым Солнце могло бы стать черной дырой, - это когда галактика Андромеды и галактика Млечный путь сталкиваются, если наша звезда соединяется с другой звездой и массой два достаточно велики, чтобы создать черную дыру, тогда это возможно; однако из того, что я прочитал, несмотря на огромные размеры галактик и абсурдное количество звезд внутри них, потому что планеты и звезды (особенно на внешних краях галактики) настолько далеко, что столкновения на самом деле очень маловероятны.
Некоторые источники информации (хотя никто не говорит о сценарии черной дыры): https://www.youtube.com/watch?v=2WEI8WBJkKk https://www.youtube.com/watch?v=7uiv6tKtoKg http: // www .space.com / 15947-молочно-Андромеда-галактик столкновения смоделированных-video.html