Co kończy się super masywnymi gwiazdami?

Co kończy się super masywnymi gwiazdami?
Anonim

Odpowiedź:

Wystarczająco masywna gwiazda, około 20 mas Słońca lub więcej podczas jej głównego cyklu życia, skończy się jako czarna dziura (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole).

Wyjaśnienie:

Dla większości gwiazd, w tym także naszego własnego Słońca, ostateczny grawitacyjny upadek rdzenia martwej gwiazdy wytwarza superdenny obiekt zwany biały karzeł - około miliona razy gęstszy niż woda, tak masywny jak indeks dolny Syn, ale nie większy niż Ziemia.

Na tym poziomie gęstości elektrony gromadzą się, wymuszane w coraz wyższych stanach energii z powodu gęstości połączonej z zasadą wykluczenia Pauliego, która zapobiega gromadzeniu się elektronów w ograniczonej liczbie stanów niskiej energii. Dodatkowa energia działa przeciwko grawitacji, aby doprowadzić białego równowagę do równowagi, zjawisko to nazywa się ciśnienie degeneracji elektronów.

Ale to nie jest niezawodne. Jak odkrył Subrahmanyan Chandrasekhar (http://www.britannica.com/biography/Subrahmanyan-Chandrasekhar), jeśli gwiezdny rdzeń jest około 1,4 razy masywniejszy niż Słońce lub więcej, grawitacja przewyższa ciśnienie degeneracji elektronów. Upadek trwa, dopóki elektrony i protony w materii nie zostaną zmuszone do połączenia się w gigantyczną bryłę neutronów.

Następnie neutrony wytwarzają własne ciśnienie degeneracyjne, aby uzyskać gwiazda neutronowa, obiekt, którego gęstość może być setkami bilionów (liczba USA) razy gęstsza niż woda - wyobraź sobie dwie masy słoneczne wciśnięte w objętość, którą możemy zobaczyć na dużej górze na Ziemi.

Ale ciśnienie degeneracji neutronów również zawodzi, gdy rdzeń ma około trzech mas Słońca lub więcej, co możemy uzyskać od gwiazdy, która początkowo ma 20 mas Słońca. Teraz upadek idzie aż do momentu, w którym nic nie może uciec przed wszechpotężną siłą grawitacji - a czarna dziura.

I wiemy, że tam są. Oprócz pośrednich dowodów w takich obiektach jak Cygnus X-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1), niedawno znaleźliśmy bezpośredni dowód z wykrywanie fal grawitacyjnych (http://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211).