太阳会变成黑洞吗?

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概要:

太阳不会成为黑洞,它没有足够的质量。当太阳耗尽核燃料时,它将变成一个白矮星,而不是黑洞。太阳在大约50亿年后会进入红巨星阶段,膨胀到火星轨道的大小,最终形成行星状星云。黑洞形成需要更大的质量,通常是太阳的3到10倍甚至更大。这篇文章解释了太阳无法成为黑洞的原因,并提到了黑洞形成的条件和过程。标题备选:太阳不会成为黑洞;所以太阳的命运是白矮星而非黑洞。

这完全取决于恒星在死亡之前的质量。

大约50亿年后,太阳将耗尽其核燃料寿命,不再能够抵抗自身引力。我们星球的外层将蔓延开来(可能在过程中摧毁地球),而核心坍缩成一个极度致密的状态,留下残余的恒星。

如果恒星核心的引力坍缩是完全的,那么恒星残余就是一个黑洞,一个引力影响巨大的时空区域,甚至连光都无法逃离它的魔爪。

那么,太阳死亡时会成为黑洞吗?

一言以蔽之,“不会”,太阳没有成为黑洞的本钱。

英国萨塞克斯大学物理学教授、黑洞专家Xavier Calmet通过电子邮件告诉Live Science:“答案非常简单:太阳质量不够大无法成为黑洞。”

相关报道:一颗黑洞粉碎了距离它相对较近的一颗恒星,并将它的残骸洒落在整个银河系。

Calmet表示,决定一颗星能否成为黑洞的条件有几个,包括其成分、自转以及支配其演化的过程,但主要的要求是拥有合适的质量。“初始质量大于约20-25倍太阳质量的恒星有可能发生所需的引力坍缩来形成黑洞。”

太阳会变成黑洞吗?
黑洞想象图

这个阈值称为托尔曼-奥本海默-沃尔科夫极限,最早由J. Robert Oppenheimer和同事计算出来。目前,科学家认为,一个垂死的恒星其核心需要保留大约是太阳质量2-3倍的物质才能形成黑洞。那么,理论上,如果太阳的质量是现在的两倍,它就有机会成为黑洞,对吗?

错。

当一颗恒星耗尽其核心的核燃料时,外层仍在进行氢聚变为氦的核聚变。因此,随着核心的坍缩,外层会从恒星中扩张出来,进入所谓的红巨星阶段。

大约60亿年后,当太阳耗尽核心的氢时,它将扩张到差不多火星轨道的大小,吞噬内部行星,可能包括地球。随着时间的推移,红巨星的外层会冷却并扩散,在太阳残余的核心周围形成行星状星云。

形成黑洞的大质量恒星会经历几次这样的坍缩和扩张周期,每次都会失去更多质量。这是因为在这样高压和温度的重量级恒星中,它们可以聚变更重的元素。直到恒星的核心由铁组成,这是恒星可以创造的最重的元素,恒星随即在超新星爆炸中失去甚至更多质量。

根据NASA,典型的恒星级黑洞(天文学家观测到的最小种类)比太阳重3-10倍,但可以重达太阳的100倍。一个巨大的恒星级黑洞并不是一开始就这样,它通过吸收附近的气体、尘埃,甚至如果它曾经属于双星系统,还会吸收其伴星的物质而变得更重。

然而,太阳永远不会达到聚变铁的阶段。相反,Calmet说,太阳将变成一颗白矮星,一个致密的类地球大小的恒星。因此,地球永远不会体验被黑洞吞噬的惊恐与激动......除非整个宇宙已经在一个黑洞内。

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