黑洞是如何形成的?
黑洞本质上也是天体,因为黑洞有不同的类型,各类型的黑洞有不同的形成过程。以恒星级黑洞为例,说明一下黑洞的形成过程。
恒星级黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩产生的。
能够形成黑洞的恒星都是大质量恒星,都会先经历恒星主序星这一阶段。细分的话,这样的黑洞也会有两种形成方式,第一种就是大质量恒星快速结束其主序星阶段后形成的黑洞,这样的恒星的原始质量通常都会在30倍太阳质量以上,它们的内部进行着剧烈的核聚变反应,通常在数千万年甚至数百万年中就可以从氢元素聚变到铁元素,越大的恒星变成黑洞的时间越短。
当铁元素在恒星内部开始通过核聚变方式生成的时候,就意味着这颗恒星的主序星阶段结束了,因为铁元素的聚变并不是放能量,而是吸收能量,这会导致恒星内部向外、用于抵抗恒星自身重力的辐射压消失,那么恒星的重力(引力)造成的巨大压力就会在一瞬间挤压向中心地带,而此时恒星的中心是一个无法继续产生核聚变反应的呆滞的铁核。恒星物质在撞击到铁核时,在带给内核巨大动能的同时,这些物质会以与撞击速度几乎相同的速度反向冲出恒星,恒星就会发生无比剧照的内爆,这就是超新星爆发。
超新星爆发的时刻会生成大量的超重元素(比铁更重的元素),当中心的高温高压达到一定程度的时候,就连中子也会被压碎,整个恒星核会剧烈收缩,这一时刻就会形成黑洞了,这是宇宙中最常见的黑洞形成方式。
根据万有引力定律,半径越小,引力越强。黑洞收缩为点状,使其表面引力强大到连它周围的光都无法逃逸,所以称为“黑洞”。
在宇宙中,只有在超新星爆发后剩余恒星核质量大于3倍太阳质量(称为“奥本海默-沃尔科夫极限”)时,这个恒星才能最终演化为黑洞。对应的恒星质量约为7倍太阳质量。
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