ブラックホールはどのように生まれるの？

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星の死

太陽は永久に輝き続けるのでしょうか？ そんなことはありません。いまから50億年後には、巨大に膨れ上がり赤色巨星となって表層のガスを宇宙空間に逃がしてしまいます。 やがて高温の中心核がむき出しになります。これが白色矮星です。白色矮星は熱源を内部に持たないのでやがて冷えて暗くなります。

太陽より8〜10倍よりの重さの星は最後に大爆発を起こします。これが超新星です。

星が輝くしくみ

恒星の質量は大きいため、恒星は自分の重力で縮まろうとします。 ところが、収縮すると内部の圧力が高まるので、核融合反応が促進され恒星が膨張しようとします。

重力による収縮と核融合反応による膨張がバランスして恒星はそのサイズを保っています。

ところが、燃料となる元素を使い果たすともう核融合反応を続けることができません。こうなると、恒星は自らの重力で縮小するため中心部の密度は非常に高くなり、恒星の内部では物質がギュウギュウ詰めになっていき、やがて原子核同士が接触してしまいます

あまりにも混み合っているため陽子が電子を取り込んで中性子となります。こうして恒星の内部はオール中性子の芯が出来上がります。

中性子の芯には、もうこれ以上縮まりたくないと内部から外側に作用する力(縮退圧といいます)が存在します。 星全体が縮小しようとしますが、中性子の芯は縮退圧のために、のしかかってくる物質を一気に跳ね返します。

この現象が超新星爆発です。 超新星爆発によって周囲が吹き飛ばされ、残った中性子の芯が中性子星になります。

巨大な星の最後はブラックホール

もし爆発する前の恒星の質量が太陽の30倍以上の場合、これでは済まされません。 星全体の縮小によって中性子の芯にかかる物資の重さは、縮退圧よりもはるかに強力なものになります。 超新星爆発を起こしても、縮退圧は役に立たないので、芯はさらに収縮を続けるのです。

この収縮を止める手立ては何もありません。自己の重力によってどこまでも収縮していきます。 これがブラックホールの誕生です。

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