並非所有恆星最終都會變成黑洞,只有質量大於3倍太陽的時候才會
黑洞是某些瀕死恆星的最後階段。一顆質量超過我們太陽質量20倍的恆星(20倍太陽質量)可能在生命結束時產生一個黑洞。
黑洞的特點之一,視界內的逃逸速度超過光速,而光速30萬千米每秒,想要束縛光子不能逃逸,黑洞質量就必須足夠大。也就不是所有恆星可以演變為黑洞。
從坍縮的恆星的角度來看,核心壓縮成一個幾乎為零的體積的數學點,在那裡它有無限的密度。這叫做奇點。發生這種情況時,需要比光速還大的速度才能逃脫物體的重力。因為任何物體都不能達到比光速還快的速度,所以無論是物質還是輻射都無法逃逸。任何經過黑洞邊界的東西,包括光,被稱為「視界」,永遠被困住了。
在銀河系中,估計只有1%的恆星有可能會演化成黑洞,絕大部分的恆星將會演化為白矮星,還有一小部分會演化為中子星。而對於銀河系外的情況,應該相差不會太大。在目前的宇宙中,大質量恆星往往很難形成,只有少數才能聚集到大量的氣體雲而演變為大質量恆星,進而最終演變為黑洞。菜葉網只有在宇宙最早期,宇宙中才存在大量的大質量恆星,現在宇宙中的大質量恆星比例很低,絕大部分都是那些質量不到太陽一半的紅矮星,它們的結局基本上都是演化為白矮星,最終冷卻為黑矮星,這與黑洞是有本質區別的天體。
一顆恆星的生命遵循以下趨勢:在恆星的正常壽命中,引力和壓力之間不斷地拉著一場拉鋸戰。恆星核心的核反應產生足夠的能量和壓力向外推。對於恆星的大部分生命來說,重力和壓力是平衡的,所以恆星是穩定的。
恆星在主序星階段,會因為核聚變原料的充足,會持續不斷地向外釋放能量,同時因為核聚變爆發形成的推力和恆心自身的引力形成平衡,使恆星維持著一定的體積。菜葉網在恆星演化晚期(主序星階段之後),因為質量的損失,可以有兩種結果,質量較小的恆星(類似太陽的恆星)會逐漸膨脹形成紅巨星,外層物質被逐漸拋離,形成一顆以碳和氧為主的核心,即白矮星。
對於質量大約是我們太陽20倍的恆星來說,聚變過程會繼續在周期表上繼續,直到硅,鋁,鉀,等等,直到鐵。鐵原子融合在一起不能產生能量。它相當於恆星中的灰燼。
因為內部核聚變形成的推力較小,或者因為核聚變需要吸收能量(鐵之後的聚變反應),恆星在引力作用下坍塌,核聚變加速,釋放的巨大力量迅速將恆星外層拋射出去,發生超新星爆發,然後核心又繼續坍塌,密度急劇增大,如果壓縮達到界限(史瓦西半徑)時,恆星將沒有任何已知類型的力可以阻止該物質自身重力將自己壓縮成一個奇點,因為質量很大,星體引起的時空彎曲,使得光也無法逃逸,即成了黑洞。
臨近黑洞的物質就會被吸引進去,同時黑洞兩端會向外輻射「純能量」——γ射線。很多恆星都有自己的伴星,在較大質量恆星在演化後期成為黑洞後,就會從伴星奪去物質壯大自身菜葉網,等成長到一定程度後,就開始更快速地吞噬周圍的物質。恆星要想形成黑洞,外層物質被噴發後遺留的恆星核不能小於3個太陽質量才能成黑洞,也就要求在主序星階段有更大的質量,一般認為需要達到8倍太陽質量。


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