Có phải mọi ngôi sao đều trở thành một lỗ đen? Có khả năng nào mặt trời của chúng ta có thể trở thành một lỗ đen không? Nếu có thì nó đang trên đường trở thành một lỗ đen? trạng thái hiện tại của mặt trời theo vòng đời của lỗ đen là gì? Điều gì sẽ ảnh hưởng đến tất cả các vật thể hành tinh trong hệ mặt trời nếu mặt trời biến thành lỗ đen.
Xin lỗi vì rất nhiều câu hỏi nhưng tôi không thể bỏ lỡ chúng vì đây là một số câu hỏi trong đầu tôi.
Câu trả lời:
Sự lựa chọn giữa ba số phận của các ngôi sao (sao lùn trắng, sao neutron, lỗ đen) hoàn toàn được quyết định bởi khối lượng của ngôi sao.
Một ngôi sao trên dãy chính (giống như hầu hết các ngôi sao, bao gồm cả mặt trời của chúng ta) liên tục cân bằng giữa áp lực bên trong của lực hấp dẫn và áp lực bên ngoài của năng lượng được tạo ra bởi phản ứng tổng hợp hydro khiến nó "cháy". 1 Cân bằng này duy trì tương đối ổn định cho đến khi ngôi sao cạn kiệt bất kể nhiên liệu hiện tại của nó là gì - tại thời điểm đó, nó ngừng cháy, điều đó có nghĩa là không còn áp lực ra bên ngoài, điều đó có nghĩa là nó bắt đầu sụp đổ. Tùy thuộc vào khối lượng của nó là bao nhiêu, nó có thể đủ nóng khi nó sụp đổ để bắt đầu hợp nhất helium với nhau. (Nếu nó thực sự lớn, nó có thể tiếp tục đốt cháy carbon, neon, oxy, silicon và cuối cùng là sắt, không thể hợp nhất một cách hữu ích.)
Bất kể nhiên liệu cuối cùng của nó là gì, cuối cùng, ngôi sao sẽ đạt đến điểm mà sự sụp đổ từ trọng lực là không đủ để bắt đầu đốt nhiên liệu tiếp theo. Đây là khi ngôi sao "chết".
Nếu ngôi sao vẫn còn 2 khối lượng nhỏ hơn 1,44 khối lượng mặt trời ( giới hạn Chandrasekhar 3 ), cuối cùng lực hấp dẫn sẽ làm sụp đổ ngôi sao đến điểm mà mỗi nguyên tử được đẩy thẳng lên phía trước. Chúng không thể sụp đổ thêm nữa, vì các electron không thể chồng lên nhau. Trong khi các sao lùn trắng làm sáng tỏ, họ làm như vậy vì chúng cực kỳ nóng và từ từ hạ nhiệt, chứ không phải vì chúng tạo ra năng lượng mới. Về mặt lý thuyết, một sao lùn trắng cuối cùng sẽ mờ đi cho đến khi nó trở thành sao lùn đen, mặc dù vũ trụ chưa đủ tuổi để điều này xảy ra.
Nếu ngôi sao sụp đổ vượt quá giới hạn Chandraskhar, lực hấp dẫn mạnh đến mức nó có thể vượt qua giới hạn "điện tử không thể chồng lấp". Tại thời điểm đó, tất cả các electron trong ngôi sao sẽ được đẩy vào kết hợp với các proton để tạo thành neutron. Cuối cùng, toàn bộ ngôi sao sẽ bao gồm chủ yếu các neutron được đẩy ngay cạnh nhau. Các neutron không thể bị đẩy vào chiếm cùng một không gian, vì vậy cuối cùng ngôi sao đã ổn định thành một quả bóng neutron tinh khiết.
Lỗ đen là bước vượt ra ngoài các sao neutron, mặc dù chúng đáng để thảo luận chi tiết hơn một chút. Mọi thứ, theo lý thuyết, có bán kính Schwarzschild . Đó là bán kính nơi một quả bóng có khối lượng đó dày đặc đến nỗi ánh sáng không thể thoát ra. Ví dụ, bán kính Schwarzschild cho Trái đất khoảng 9mm. Tuy nhiên, đối với tất cả các khối lượng nhỏ hơn khoảng 2-3 lần khối lượng mặt trời, không thể ép vật chất đủ nhỏ để đưa nó vào trong bán kính đó. Ngay cả một ngôi sao neutron cũng không đủ lớn.
Nhưng một ngôi sao trở thành một lỗ đen là. Chúng ta thực sự không biết điều gì xảy ra với một ngôi sao một khi nó trở thành một lỗ đen - các cạnh của "lỗ" đó chỉ đơn giản là bán kính Schwarzschild - ánh sáng điểm không thể thoát ra. Từ bên ngoài, không có vấn đề gì cho dù vật chất sụp đổ đến mức các neutron bắt đầu chồng chéo, cho dù nó dừng lại bên trong bán kính hay liệu nó có tiếp tục sụp đổ cho đến khi nó phá vỡ mọi định luật vật lý đã biết. Các cạnh vẫn giống nhau, bởi vì chúng chỉ là một điểm cắt dựa trên tốc độ thoát.
1 Tôi đang bỏ qua giai đoạn khổng lồ đỏ ở đây, vì đó chỉ là một sự chậm trễ trong bước "hết nhiên liệu". Về cơ bản, lõi là helium "tro", trong khi quá trình tổng hợp hydro diễn ra ngày càng xa hơn. Khi nó hết, bạn nhận được một nova và sự sụp đổ tiếp tục.
2 Tương tự như vậy, tôi bỏ qua khối lượng mà các ngôi sao tỏa ra trong các pha nova khác nhau của chúng. Tất cả các khối lượng nhất định được dựa trên tàn dư để lại.
3 Mọi nguồn tôi đã tìm thấy cho khối lượng Chandrasekhar, ngoại trừ Wikipedia, cung cấp khối lượng mặt trời 1,44 hoặc 1,4 (tương thích). Wikipedia cung cấp 1,39 và cung cấp ít nhất một nguồn để quay lại số đó.
Tôi không phải là nhà thiên văn học, chỉ là một người đam mê, nhưng tôi tin rằng cách duy nhất mà mặt trời có thể trở thành hố đen là khi thiên hà Andromeda và thiên hà Milky Way va chạm, nếu ngôi sao của chúng ta kết hợp với một ngôi sao khác và khối lượng của hai là đủ lớn để tạo ra một lỗ đen thì có thể; tuy nhiên, từ những gì tôi đã đọc, mặc dù kích thước khổng lồ của các thiên hà và số lượng sao vô lý bên trong chúng, bởi vì các hành tinh và các ngôi sao (đặc biệt là ở các rìa ngoài của thiên hà) rất xa mà các vụ va chạm thực sự rất khó xảy ra.
Một số nguồn thông tin (không nói về kịch bản lỗ đen): https://www.youtube.com/watch?v=2WEI8WBJkKk https://www.youtube.com/watch?v=7uiv6tKtoKg http: // www .space.com / 15947-milky-andromeda-thiên hà-va chạm-mô phỏng-video.html