ما الذي ينتهي به المطاف بنجوم هائلة؟

إجابة:

النجم الضخم بما فيه الكفاية ، حوالي 20 كتلة شمسية أو أكثر خلال فترة تسلسله الرئيسية ، سينتهي به المطاف ك ثقب أسود (http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole).

تفسير:

بالنسبة لمعظم النجوم ، بما في ذلك شمسنا في نهاية المطاف ، فإن الانهيار النهائي لجاذبية النجم الميت ينتج جسم ا شديد الكثافة يسمى قزم ابيض - حوالي مليون مرة كثيفة المياه ، ضخمة مثل منخفض منخفض ولكن ليس أكبر من الأرض.

في هذا المستوى من الكثافة ، تتراكم الإلكترونات ، مضطرة إلى حالات طاقة أعلى وأعلى بسبب الكثافة المدمجة مع مبدأ استبعاد Pauli الذي يمنع الإلكترونات من التراكم في عدد محدود من حالات الطاقة المنخفضة. تعمل الطاقة المضافة ضد الجاذبية لتحقيق التوازن بين القزم الأبيض ، وهي ظاهرة تسمى الضغط تنكس الإلكترون.

لكنها ليست مضمونة. كما اكتشف Subrahmanyan Chandrasekhar (http://www.britannica.com/biography/Subrahmanyan-Chandrasekhar) ، إذا كان النجم النحاسي ضخم ا بحوالي 1.4 أضعاف كتلة الشمس أو أكثر ، فثقل الجاذبية بضغط تنكس الإلكترون. يستمر الانهيار ، حتى تضطر الإلكترونات والبروتونات في المادة إلى الاندماج في كتلة ضخمة من النيوترونات.

النيوترونات ثم تنتج الضغط تنكس الخاصة بها لجعل النجم النيوتروني، كائن يمكن أن تكون كثافته مئات تريليونات (أرقام الولايات المتحدة الأمريكية) أضعاف كثافة الماء - تخيل وجود كتلتين شمسيتين مضغوطتين في المجلد الذي قد نشاهده في جبل كبير على الأرض.

ولكن ضغط تنكس النيوترونات يفشل أيض ا عندما يكون اللب حوالي ثلاث كتل شمسية أو أكثر ، والتي يمكننا الحصول عليها من نجم يحتوي في البداية على 20 كتلة شمسية. الان الانهيار يسير على طول الطريق حتى لا شيء يستطيع الهروب من قوة الجاذبية القوية - أ ثقب أسود.

ونحن نعلم أنهم هناك. إلى جانب الأدلة غير المباشرة في مثل هذه الأشياء Cygnus X-1 (http://en.wikipedia.org/wiki/Cygnus_X-1) ، لقد وجدنا مؤخر ا دليل ا مباشر ا من الكشف عن موجات الجاذبية (http://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160211).