Коли і як загине Сонце: науковець оцінив ймовірність перетворення нашої зірки на чорну діру

Масивні зірки, що здатні створити чорні діри, проходять кілька періодів колапсу і розширення.

Професор фізики та експерт з чорних дір в Університеті Сассекса у Великій Британії Ксав'є Кальмет описав фази загибелі Сонця і зробив прогноз щодо перетворення зірки на чорну діру.

Про це йдеться у публікації на LiveScience.

Фази загибелі Сонця

За прогнозом науковця, приблизно через 5 мільярдів років Сонце спалить усе паливо і більше не зможе опиратися власній гравітації. Це призведе до того, що зовнішні шари зірки розлетяться, а її ядро стиснеться до неймовірно щільного стану.

Приблизно через мільярд років після того, як у його ядрі закінчиться водень, Сонце перейде у фазу червоного гіганта – воно розшириться до орбіти Марса, поглинувши внутрішні планети, включно із Землею.

Після цього зовнішні шари червоного гіганта охолонуть і будуть розпорошені, утворивши планетарну туманність навколо тліючого ядра. 

Фінальний етапом смерті світила стане його перетворення на білого карлика, розміри якого будуть приблизно такі ж, як розмір Землі. Зараз діаметр Сонця у 109 разів більший за нашу планету.

Чи стане Сонце чорною дірою

Зорі, які здатні стати чорними дірами, проходять майже ті самі фази смерті, що й Сонце. Але на таке перетворення впливають декілька умов, серед яких найважливіша - правильна маса.

"Все дуже просто: Сонце недостатньо важке, щоб стати чорною дірою, – пояснив Ксав'є Кальмет. - Зірки з початковою масою, що перевищує приблизно в 20-25 разів масу нашого Сонця, мають потенціал зазнати гравітаційного колапсу, необхідного для утворення чорних дір".

Цей поріг, відомий як межа Толмана-Оппенгеймера-Волкова, був вперше розрахований Робертом Оппенгеймером та його колегами.

Як утворюється чорна діра

Науковець так описав процес, який передує утворенню чорної діри: коли зірка вичерпує паливо в своєму ядрі, ядерний синтез водню в гелій все ще відбувається в її зовнішніх шарах, тоді ядро руйнується, зовнішні шари розширюються, і вона переходить у фазу червоного гіганта.

Масивні зірки, що здатні створити чорні діри, проходять кілька таких періодів колапсу і розширення, щоразу втрачаючи все більше маси. 

Як пояснив фізик, це відбувається тому, що за високих тисків і температур зорі можуть плавити важчі елементи. Тож процес триває доти, доки ядро зорі повністю не складається із заліза – найважчого елемента, який може створити зоря. 

Після цього така колапсована зоря вибухає надновою, розкидаючи ще більше своєї маси у космос. Тоді вона перетворюється на чорну діру і починає живитися газом і пилом, що знаходяться поблизу.

Сонце ніколи не дійде до стадії плавлення заліза і не зазнає такого перетворення.

Нагадаємо, дослідження науковців раніше показало, що на Сонце очікує багато змін, які відбудуться набагато раніше, передвіщаючи кінець Сонячної системи.