Mengapa gas membentuk bintang bukannya lubang hitam?

39

Ketika gas ruang ditarik bersama-sama, sebuah bintang terbentuk. Di sisi lain, ketika bintang masif meninggal, bintang itu runtuh ke lubang hitam.

Anda akan berpikir bahwa massa awal gas akan lebih besar dari bintang yang telah ada selama miliar tahun dan kehilangan massa dalam proses tersebut.

Jadi apa yang menghentikan gas ruang angkasa dari pembentukan lubang hitam di tempat pertama?

star black-hole gravity

— Antons Voitov
sumber

apa yang menghentikan uap air pada umumnya tekanan atmosfer Bumi berkisar dari menjadi es sekaligus?

— Mindwin

Saya mengusulkan untuk mengedit judul Anda untuk mengatakan "daripada" daripada "tetapi bukan" karena yang terakhir menyesatkan - ini menunjukkan bahwa lubang hitam dapat membentuk bintang.

— JBentley

@ruakh Fair point. "Alih-alih" tampak lebih jelas bagi saya entah bagaimana, tetapi saya bisa melihat bahwa itu juga bisa membingungkan.

— JBentley

Beberapa tidak memiliki massa yang cukup untuk menjadi lubang hitam, mereka akhirnya menjadi bintang neutron atau kerdil putih, bukan lubang hitam.

— Mark Rogers

2

Mulai terdengar seperti "Di antara persenjataan kami adalah beragam elemen seperti ..."

— MPW

72

Pada dasarnya gas tidak, itu hanya untuk membentuk bintang terlebih dahulu.

Massa bukan satu-satunya faktor dalam menciptakan lubang hitam. Anda juga membutuhkan massa ini untuk mencapai kepadatan tinggi. Dalam proses melakukan ini, sebuah bintang biasanya terbentuk. Proses produksi energi di interior bintang menghasilkan tekanan yang menyeimbangkan gaya tarik gravitasi. Ini mencegah bintang dari mencapai kerapatan kritis yang diperlukan untuk pembentukan lubang hitam. Saat proses produksi energi ini kehabisan bahan bakar yang dapat digunakan, bintang pada akhirnya akan runtuh ke dirinya sendiri menciptakan lubang hitam.

Jadi Anda tidak bisa hanya mengambil gas dalam volume besar dan membuat lubang hitam. Proses fisik lainnya terjadi.

— jmh
sumber

28

Sebagai tambahan kecil saya ingin mencatat bahwa ada kemungkinan lubang hitam raksasa di pusat galaksi mungkin telah terbentuk oleh kehancuran langsung di alam semesta awal. Ini adalah pertanyaan terbuka saat ini dan bidang penelitian aktif, tetapi yang terbesar yang kita ketahui sedang berusaha keras membentuk model formasi tercepat yang kita miliki untuk pertambahan mulai dari lubang hitam massa bintang.

— Dan Neely

1

@denham Saya jauh dari seorang ahli, tetapi tentu saja di luar objek fisik yang sebenarnya kita sebut sebagai bintang, saya berharap gravitasi untuk mengalahkan tekanan radiasi. Dengan kata lain, gas akan tetap jatuh ke dalam, ke arah bintang, tidak didorong menjauh darinya oleh bintang.

— CVn

6

Jangan lupa Anda bisa jatuh ke dalam tanpa mendekat. Ini disebut orbit.

— Stop Harming Monica

1

@ToddWilcox sedikit lebih rumit dari itu - seperti yang saya mengerti, inti bagian dalam berhenti memproduksi energi yang cukup untuk terus melawan gravitasi dan runtuh, terpotong dari bagian luar bintang dalam proses (karena itu runtuh lebih lambat). Kompresi inti yang mendadak menyebabkan penumpukan energi yang besar, yang pada gilirannya menghancurkan lapisan terluar bintang itu, itulah sebabnya Anda berakhir dengan bintang kerdil yang dipadatkan (atau lubang hitam) - seseorang mengoreksi saya jika ini tidak benar

— Baldrickk

2

Tidak semua bintang menjadi lubang hitam. Jawaban Anda tampaknya menegaskan bahwa itu benar.

— jpmc26

24

Secara sederhana: Karena gas nukes itu sendiri terpisah.

Ketika gas (H atau He) diletakkan di bawah tekanan yang sangat tinggi, yang terjadi sebelum lubang hitam terbentuk, atom memulai fusi nuklir, yang melepaskan banyak energi. Aliran energi yang terus menerus inilah yang membuat matahari cerah dan juga yang membuat matahari tidak jatuh ke dalam dirinya sendiri.

Ketika fusi membakar / menyatu terlalu banyak dari satu elemen, elemen lain menjadi elemen dominan untuk fusi, yang mengarah ke berbagai keadaan selama kehidupan bintang. Dan begitu bintang kehabisan bahan bakar, gravitasi menang.

Seperti kata Rob , Anda membutuhkan massa yang jauh lebih besar daripada "bintang besar" untuk menangkal energi fusi nuklir.

— Peter
sumber

19

$T^{3/2}/\rho^{1/2}$ $T$ $\rho$

$0.075M_{\odot}$ $\sim 3M_{\odot}$

Namun, di alam semesta awal , apa yang Anda sarankan mungkin benar-benar terjadi dan ini mungkin bagaimana lubang hitam dan quasar supermasif hanya ada beberapa ratus juta tahun setelah big bang.

$10^4$ $10^5$

Lihat siaran pers ini untuk ringkasan alternatif dari ide ini dan tautan ke makalah akademis terbaru tentang topik tersebut (misalnya Agarawal et al. 2015 ; Regan et al. 2017 ).

— Rob Jeffries
sumber

6

Bukan jawaban penuh, tetapi lebih dari sekadar komentar. Tidak bisakah kita menumpuk lebih banyak dan lebih banyak untuk mengatasi masalah jawaban lain yang disajikan? Tentunya pada suatu titik di Semesta, misalnya, pada awalnya, kondisi yang menguntungkan untuk membentuk bintang yang sangat masif sehingga tekanan ke dalam dapat mengatasi tekanan luar dari panas / fusi. Mungkin kemudian lubang hitam dapat terbentuk segera, meskipun ada hambatan mencegah keruntuhan total. Lagi pula, selalu ada penghalang yang mencegah keruntuhan total, baik itu tekanan radiasi, tekanan degenerasi, dll. Ini hanya masalah mengatasinya dengan massa yang cukup.

$\sim50,000\:M_\odot$ $\sim200$ $300\:M_\odot$

— angin barat
sumber

-4

Ketika gas ruang angkasa itu ditarik bersama untuk membentuk bintang, gas asli dan sekarang bintang massanya sama (tidak berubah), tetapi ukurannya berkurang, karena gravitasi. Ketika bintang itu runtuh menjadi lubang hitam, lagi-lagi massa mereka sama tetapi ukurannya menyusut, karena gravitasi. Ini bukan cara yang valid untuk bertanya dengan cara ini:

Jadi apa yang menghentikan gas ruang angkasa dari pembentukan lubang hitam di tempat pertama?

Gas ruang akhirnya menyusut menjadi lubang hitam [jika massa awal cukup baik untuk ada sebagai bintang kemudian runtuh sebagai lubang hitam], hanya pengamat yang mengambil bagian demi bagian dari seluruh proses untuk mengamati [tergantung pada bagian mana yang diamati]. Sederhana saja, ketika mengganti objek untuk analogi dengan ini: memanaskan es. Es mencair menjadi air, lalu gas. Sekarang OP seperti bertanya: mengapa es tidak berubah menjadi gas ketika dipanaskan tetapi air? Kedengarannya logis tetapi sebenarnya itu adalah konstruksi dari kata-kata yang membingungkan analogi sederhana.

— Mishu 米殊
sumber

Kebanyakan bintang tidak akan menjadi lubang hitam, yang merupakan inti dari pertanyaan.

— HDE 226868

@ HDE 226868 Saya sadar bahwa tidak setiap bintang menjadi lubang hitam, ia harus memiliki massa tertentu untuk mencapai kriteria tertentu. Jika gas awal massanya cukup bagus, seperti jawaban lain (oleh "john") mengatakan: "Pada dasarnya gas itu, kebetulan membentuk bintang terlebih dahulu." Tetapi komentar Anda mendorong saya untuk mengedit untuk mengklarifikasi jawaban saya, terima kasih.

— Mishu 米殊