كيف يمكن للسديم أن يصبح في النهاية ثقب أسود؟

المحتوى

• كتل من الغبار
• نجوم السلسلة الرئيسية
• النجوم العملاقة الزرقاء
• تشكيل ثقب أسود

الجاذبية هي قوة قوية: فهي تمنع الكواكب من الدوران في مداراتها حول الشمس ، وكانت مسؤولة حتى عن تشكيل الكواكب ، وكذلك الشمس ، من السدم. ليس ذلك فحسب ، بل القوة التي تدمر في النهاية النجوم مثل الشمس عندما ينفد الهيدروجين لحرقها. إذا كان النجم كبيرًا بدرجة كافية - والذي يتم تحديده عندما يتشكل - فإن الجاذبية يمكن أن تحوله إلى ثقب أسود.

كتل من الغبار

السدم عبارة عن غيوم من الغبار والغاز تنتشر في الكون. يتم توزيع المادة داخل سديم معين بشكل غير متساو ، ودرجة الحرارة منخفضة - أعلى بقليل من الصفر المطلق. في هذه درجات الحرارة ، تترابط جزيئات الغاز معًا لتشكل كتلًا ، ويمكن أن يبدأ تكتل يتنامى في منطقة كثيفة من سديم - يُسمى الغيمة الجزيئية - في جذب المادة نحو نفسه. مع نمو الكتلة ، تزداد درجة الحرارة في صميمها لأن جذب الجاذبية يزيد من الكثافة والطاقة الحركية للجزيئات ، التي تتصادم مع بعضها البعض بشكل متكرر وأكثر مع طاقة أكثر وأكثر.

نجوم السلسلة الرئيسية

يستغرق النجم حوالي 10 ملايين سنة من تكتل من الغبار بين المجرات. مع زيادة درجة حرارة القلب ، يصبح بروستار ويشع ضوء الأشعة تحت الحمراء ، ولكن عندما يصبح اللب أكثر كثافة ومعتمًا ، فإن هذه الطاقة محاصرة ، مما يسرع التدفئة. عندما تصل درجة الحرارة الأساسية إلى 10 ملايين كلفن (18 مليون درجة فهرنهايت) ، يبدأ اندماج الهيدروجين ، ويوازن الضغط الخارجي لهذا التفاعل بين قوة الضغط للجاذبية. يدخل النجم تسلسله الرئيسي ، والذي يمكن أن يستمر من 100 مليون إلى أكثر من تريليون سنة ، اعتمادًا على كتلة النجوم. خلال التسلسل الرئيسي ، يحافظ النجم على دائرة نصف قطرها ثابتة ودرجة الحرارة.

النجوم العملاقة الزرقاء

يمكن أن تصبح النجوم الكبيرة جدًا ، التي تكون كتلتها 25 مرة أو أكثر من الشمس ، ثقوبًا سوداء. بسبب الضغط الهائل المتولّد في قلب النجم الضخم ، فإنه يحترق بدرجة حرارة أعلى وأسرع من نجم أصغر. مثل هذه النجوم ، عندما تكون في تسلسلها الرئيسي ، تحترق بضوء مزرق ويمكن أن تصل درجة حرارة سطحها إلى 20000 كلفن (35،450 درجة فهرنهايت). بالمقارنة ، تبلغ درجة حرارة سطح الشمس حوالي 6000 كلفن (10340 درجة فهرنهايت). نظرًا لأنه حار جدًا ، يمكن للنجم الهائل أن ينفد من الهيدروجين في جزء صغير من الوقت الذي يستغرقه النجم بحجم الشمس ليحترق.

تشكيل ثقب أسود

عندما ينفد العملاق الأزرق من الهيدروجين ، يبدأ قلبه في الانهيار ، مما يولد ضغطًا كافياً لبدء اندماج الهيليوم. تحدث تفاعلات اندماج أخرى مع استمرار النواة ، وفي نقطة معينة ، ينفد النجم من المواد القابلة للانصهار. عند نقطة حرجة ، ينفجر النواة فيما يسمى بالنجوم الفائقة ، التي تهب النجوم الخارجية في الفضاء الخارجي. إذا كانت المسألة التي خلفها المستعر الأعظمي تحتوي على كتلة ثلاث مرات أو أكثر من الشمس ، فلا شيء يمكن أن يمنع الجاذبية من الانهيار إلى نقطة ذات كتلة غير محدودة. هذه النقطة هي ثقب أسود.