Fra Nebula til Black Hole:The Stellar Life Cycle

Comstock Images/Stockbyte/Getty Images

Tyngdekraften styrer kosmos. Det holder planeter i kredsløb, former fødslen af ​​stjerner og galakser fra enorme gasskyer og styrer i sidste ende massive stjerners død. Når en stjernes masse er tilstrækkelig – indstillet under dens dannelse – kan dens egen tyngdekraft kollapse den til et sort hul.

Støvklumper

Tåger - enorme interstellare skyer af gas og støv - gennemtrænger universet. Inden i dem tillader massefyldevariationer kold gas (lige over det absolutte nulpunkt) at smelte sammen til klumper. Når en klump dannes inde i et tæt område kendt som en molekylær sky, tiltrækker den omgivende materiale. Efterhånden som massen akkumuleres, hæver gravitationskompression kernetemperaturen:partikler kolliderer oftere og med større kinetisk energi, hvilket sætter scenen for stjernedannelse.

Main Sequence Stars

Stjernedannelse tager omkring 10 millioner år fra en interstellar klump. Når kernen opvarmes, udsender den begyndende protostjerne infrarød stråling. Når det bliver tæt nok til, at stråling er fanget, stiger kernetemperaturen, indtil den når omkring 10 millioner K (≈18 millioner °F). På dette tidspunkt antændes brintfusion, hvilket producerer udadgående tryk, der afbalancerer tyngdekraften. Stjernen sætter sig ind i hovedsekvensen, en stabil fase, der varer fra hundreder af millioner til over en billion år, hvor dens radius og overfladetemperatur stort set forbliver konstant.

Blå kæmpestjerner

Stjerner med en masse på 25×sol eller større er klassificeret som blå kæmper. Deres enorme kernetryk driver fusion ved meget højere temperaturer, hvilket giver dem blålig lysstyrke og overfladetemperaturer omkring 20.000 K (≈35.450°F), sammenlignet med Solens 6.000 K (≈10.340°F). De accelererede fusionshastigheder får disse stjerner til at opbruge deres brintforsyning på en lille brøkdel af Solens levetid i hovedsekvensen.

Danning af et sort hul

Når en blå kæmpe opbruger sin brint, trækker kernen sig sammen og antænder heliumfusion. Efterhånden som tungere elementer smelter sammen, bliver kernen stadig tættere. Når nukleart brændsel er opbrugt, overvælder tyngdekraften alt indre tryk og udløser en kerne-kollaps supernova, der skubber de ydre lag ud. Hvis den resterende masse overstiger omkring tre solmasser, kan ingen kendt kraft modvirke tyngdekraften, og kernen kollapser til en singularitet - et sort hul.