Co się dzieje, gdy nasze Słońce umiera i czy może stać się czarną dziurą: odpowiedź naukowców

Za około 5 miliardów lat nasze Słońce osiągnie ostatni etap swojego istnienia, zużywając całe paliwo jądrowe 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 dokładnie, jaki będzie upadek naszego luminarza i czy zamieni się on w żarłoczną czarną dziurę.

O tym, co wydarzy się w odległej przyszłości naszego Układu Słonecznego w komentarzu LiveScience powiedział profesor fizyki i ekspert od czarnych dziur na University of Sussex w Wielkiej Brytanii Xavier Calmet. Jest przekonany, że czarna dziura nigdy nie powstanie w pobliżu Ziemi, ale nasz dom może nie przetrwać upadku Słońca w obecnej postaci.

Śmierć Słońca rozpocznie się za 5 miliardów lat, kiedy wypali całe swoje paliwo i nie będzie już w stanie oprzeć się własnej grawitacji. W konsekwencji zewnętrzne warstwy naszego luminarza 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 Calmette, 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 ostygną i rozpylą się, 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. Średnica Słońca jest obecnie 109 razy większa od średnicy naszej planety.

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

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

Powiedział, 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 Calmette.

Próg ten, znany jako granica Tolmana-Oppenheimera-Volkova, 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, ponieważ przy wysokich ciśnieniach i temperaturach gwiazdy mogą stapiać cięższe pierwiastki. 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 informował, co się stanie, gdy Droga Mleczna zderzy się z Andromedą.

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