Co się stanie, gdy nasze Słońce umrze i czy może stać się czarną dziurą: odpowiedź naukowców

Nasze Słońce osiągnie ostatni etap swojego istnienia za około 5 miliardów lat, po zużyciu całego paliwa jądrowego w swoim jądrze. O ile wkrótce nie wydarzy się cud medyczny, istnieje 0% szans, że ktokolwiek żyjący dzisiaj będzie w stanie to zobaczyć. Ale oczywiście zarówno zwykli ludzie, jak i naukowcy zastanawiają się, jak będzie wyglądał upadek naszego luminarza, który zamieni się w żarłoczną czarną dziurę.

Profesor fizyki i ekspert w dziedzinie czarnych dziur na University of Sussex w Wielkiej Brytanii Xavier Calmet podzielił się tym, co stanie się w odległej przyszłości naszego Układu Słonecznego w komentarzu dla LiveScience. Jest przekonany, że czarna dziura nigdy nie powstanie w pobliżu Ziemi, ale nasz dom może nie przetrwać upadku Słońca w obecnej formie.

Śmierć Słońca rozpocznie się za 5 miliardów lat, kiedy spali całe swoje paliwo i nie będzie już w stanie oprzeć się swojej grawitacji. W konsekwencji zewnętrzne warstwy naszego źródła światła rozpadną się i całkiem możliwe, że zniszczą Ziemię lub całe życie na niej. W tym samym czasie jądro Słońca skurczy się do niewiarygodnie gęstego stanu.

W ten sposób nasze umierające Słońce wejdzie w fazę czerwonego olbrzyma i nie będzie to nawet ostatnia faza jego śmierci.

Jak wyjaśnił Calmet, gdy Słońce stanie się czerwonym olbrzymem około miliarda lat po tym, jak jego jądro wyczerpie się z wodoru, rozszerzy się do orbity Marsa, pochłaniając wewnętrzne planety, w tym prawdopodobnie Ziemię.

Następnie zewnętrzne warstwy czerwonego olbrzyma ochłodzą się i rozpylą, tworząc mgławicę planetarną wokół tlącego się jądra Słońca. Będzie to ostatni etap śmierci naszej gwiazdy, która ostatecznie przekształci się w białego karła, którego rozmiar będzie mniej więcej taki sam jak rozmiar Ziemi. Obecnie średnica Słońca jest 109 razy większa od średnicy naszej planety.

Tak więc, co jest już oczywiste, nasze Słońce nigdy nie zamieni się w czarną dziurę. Oto dość prosty argument: bez względu na to, jak gigantyczne jest Słońce z naszej perspektywy, wciąż jest zbyt małe, by zamienić się w czarną dziurę.

"To bardzo proste: Słońce nie jest wystarczająco ciężkie, by stać się czarną dziurą" - wyjaśnił Calmet.

Zauważył, że na to, czy gwiazda może stać się czarną dziurą, wpływa kilka warunków, w tym jej skład, rotacja i procesy rządzące jej ewolucją. Głównym warunkiem jest jednak odpowiednia masa.

"Gwiazdy o masie początkowej około 20 do 25 razy większej od masy naszego Słońca mogą potencjalnie doświadczyć kolapsu grawitacyjnego niezbędnego do powstania czarnych dziur" - zauważył Calmet.

Próg ten, znany jako granica Tolmana-Oppenheimera-Volkoffa, został po raz pierwszy obliczony przez Roberta Oppenheimera i jego współpracowników.

Naukowcy uważają obecnie, że umierająca gwiazda musi pozostawić po sobie jądro o masie około dwa do trzech razy większej niż masa Słońca, aby utworzyć czarną dziurę. Jądro Słońca, jak wspomniano powyżej, skurczyłoby się do rozmiarów Ziemi.

W tym samym czasie gwiazdy, które są w stanie stać się czarnymi dziurami, przechodzą przez prawie te same fazy śmierci.

Gdy gwiazda wyczerpie paliwo w swoim jądrze, w jej zewnętrznych warstwach nadal zachodzi fuzja jądrowa wodoru w hel. Gdy jądro zapada się, zewnętrzne warstwy rozszerzają się i gwiazda wchodzi w fazę czerwonego olbrzyma.

Tymczasem masywne gwiazdy, które mogą tworzyć czarne dziury, przechodzą przez kilka takich okresów zapadania się i ekspansji, za każdym razem tracąc więcej masy.

Jak wyjaśnił fizyk, dzieje się tak, gdy gwiazdy spalają cięższe pierwiastki pod wysokim ciśnieniem i w wysokich temperaturach. Proces ten trwa do momentu, gdy jądro gwiazdy składa się w całości z żelaza, najcięższego pierwiastka, jaki może wytworzyć gwiazda. Taka zapadnięta gwiazda eksploduje następnie w supernowej, wyrzucając jeszcze więcej swojej masy w przestrzeń kosmiczną.

Następnie zamienia się w czarną dziurę i zaczyna żywić się pobliskim gazem i pyłem.

Jednak nasze Słońce nigdy nie osiągnie etapu topienia żelaza i nie zamieni się w czarną dziurę.

Wcześniej OBOZREVATEL podzielił się tym, co się stanie, gdy Droga Mleczna zderzy się z Andromedą.

Subskrybuj kanały OBOZREVATEL na Telegramie i Viberze, aby być na bieżąco z najnowszymi wydarzeniami.