מה עושה כוכבים מסיבי סופר בסופו של דבר?

תשובה:

כוכב מסיבי מספיק, על 20 מסות שמש או יותר במהלך החיים רצף הראשי שלה, יסתיים כמו חור שחור (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole).

הסבר:

עבור רוב הכוכבים, בסופו של דבר כולל השמש שלנו, את ההתמוטטות הסופית של גרעין כוכב המת מייצרת אובייקט superdense שנקרא ננס לבן - כמיליון פעמים כמו צפוף כמו מים, מסיבי כמו syncript משנה אבל לא גדול יותר מאשר כדור הארץ.

ברמה זו של צפיפות האלקטרונים נערמים, נאלצים למצבי אנרגיה גבוהים וגבוהים בגלל הצפיפות המשולבת עם עקרון אי הכללת פאולי המונע אלקטרונים לצבור במספר המצומצם של מצבי אנרגיה נמוכה. האנרגיה הנוספת פועלת נגד כוח הכבידה כדי להביא את הגמד הלבן לאיזון, תופעה שנקראת לחץ על ניוון אלקטרונים.

אבל זה לא בטוח. כפי שהתגלה, אם הליבה הכוכבית היא פי 1.4 כמו מסיבית כמו השמש או יותר, כוח הכבידה overwhelms לחץ ניוון אלקטרונים. ההתמוטטות נמשכת, עד שהאלקטרונים והפרוטונים בחומר נאלצים להתמזג לתוך גוש ענק של נויטרונים.

הנייטרונים מייצרים לחץ ניוון משלהם כוכב ניטרונים, אובייקט שצפיפותו יכולה להיות מאות טריליונים (מספר ארה"ב) פעמים צפופות כמו מים - לדמיין שתי מסות השמש לחצה לתוך נפח אנו עשויים לראות בהר גדול על כדור הארץ.

אבל לחץ ניוטרון ניוון נכשל גם כאשר הליבה היא על שלושה מסות שמש או יותר, אשר אנו יכולים לקבל מכוכב כי בתחילה יש 20 השמש המסות. עכשיו קריסה הולך כל הדרך עד ששום דבר לא יכול להימלט כוח כוח הכבידה כל - א חור שחור.

ואנחנו יודעים שהם שם. מלבד הראיות העקיפות בחפצים כאלה קיגנוס X-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1), לאחרונה מצאנו הוכחה ישירה גילוי גלים כבידה (http://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211).