Một ngôi sao siêu lớn cuối cùng là gì?

Một ngôi sao siêu lớn cuối cùng là gì?
Anonim

Câu trả lời:

Một ngôi sao đủ lớn, khoảng 20 khối lượng mặt trời trở lên trong suốt vòng đời chính của nó, sẽ kết thúc như một hố đen (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole).

Giải trình:

Đối với hầu hết các ngôi sao, cuối cùng bao gồm cả Mặt trời của chúng ta, sự sụp đổ lực hấp dẫn cuối cùng của lõi của ngôi sao đã chết tạo ra một vật thể siêu nặng gọi là sao lùn trắng - dày hơn khoảng một triệu lần nước, lớn như Syn chỉ số nhưng không lớn hơn Trái đất.

Ở mức mật độ này, các electron chồng chất, buộc phải ở trạng thái năng lượng cao hơn và cao hơn do mật độ kết hợp với Nguyên lý loại trừ Pauli ngăn cản các electron tích lũy trong một số trạng thái năng lượng thấp hạn chế. Năng lượng được thêm vào có tác dụng chống lại trọng lực để đưa sao lùn trắng trở nên cân bằng, một hiện tượng gọi là áp suất thoái hóa điện tử.

Nhưng nó không phải là hoàn hảo. Như Subrahmanyan Chandrasekhar (http://www.britannica.com/biography/Subrahmanyan-Chandrasekhar) đã phát hiện ra, nếu lõi sao có khối lượng lớn gấp 1,4 lần Mặt trời hoặc nhiều hơn, trọng lực sẽ lấn át áp lực thoái hóa điện tử. Sự sụp đổ cứ tiếp diễn, cho đến khi các electron và proton trong vật chất buộc phải hợp nhất thành một khối neutron khổng lồ.

Các neutron sau đó tạo ra áp suất thoái hóa của chính chúng để tạo ra một ngôi sao neutron, một vật thể có mật độ có thể gấp hàng trăm nghìn tỷ (số Hoa Kỳ) dày đặc như nước - hãy tưởng tượng hai khối lượng mặt trời vắt thành khối lượng chúng ta có thể nhìn thấy trong một ngọn núi lớn trên Trái đất.

Nhưng áp suất thoái hóa neutron cũng thất bại khi lõi có khoảng ba khối lượng mặt trời trở lên, mà chúng ta có thể nhận được từ một ngôi sao ban đầu có 20 khối lượng mặt trời. Bây giờ sự sụp đổ diễn ra cho đến khi không có gì có thể thoát khỏi lực hấp dẫn toàn lực - một hố đen.

Và chúng tôi biết họ ở ngoài đó. Bên cạnh những bằng chứng gián tiếp trong các đối tượng như Cygnus X-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1), gần đây chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng trực tiếp từ phát hiện sóng hấp dẫn (http://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211).