중성자 별은 어떻게 블랙홀로 붕괴됩니까?

우리는 초신성의 폭발적인 폭발을 알고 있습니다. 전자기 방사선과 방대한 양의 폭발성 방출은 명확하게 관찰 가능하며 철저하게 연구되었습니다. 별이 충분히 방대하다면, 남은 자들은 블랙홀이 될 것입니다. 그것이 충분히 크지 않으면 중성자 별이 될 것입니다.

이제 블랙홀 생성의 또 다른 모드가 있습니다. 중성자 별이 충분한 물질을 포착하거나 두 개의 중성자 별이 충돌하고, 결합 된 질량이 또 다른 붕괴를 일으킬 수있는 충분한 중력을 만들어 블랙홀로 만듭니다.

이것과 어떤 영향이 있습니까? 어떤 종류의 방사선이나 입자가 폭발적으로 방출됩니까? 관찰 할 수 있습니까? 중성자가 압력의 임계 증가에 영향을받을 때 어떤 물리적 프로세스가 발생합니까? 새로운 블랙홀의 질량은 중성자 별점과 비교하여 무엇입니까?

중성자 별은 우선 중성자 별이 되려면 최소 1.4 배 이상의 태양 질량 (즉, 태양의 1.4 배 질량)을 가져야합니다. 자세한 내용 은 Wikipedia의 찬드라 세 카르 제한 을 참조 하십시오.

중성자 별은 초신성 , 적어도 8 개의 태양 덩어리 인 별의 폭발 중에 형성됩니다 .

중성자 별의 최대 질량은 3 개의 태양 질량입니다. 그것이 그것보다 더 무거워지면, 그것은 쿼크 스타로 , 그리고 블랙홀로 붕괴 될 것 입니다.

1 전자 + 1 양성자 = 1 중성자;

중성자 1 = 3 쿼크 = 쿼크 + 쿼크 + 쿼크;

1 양자 = 3 쿼크 = 쿼크 + 쿼크 + 쿼크;

초신성은 중성자 별 (1.4에서 3 태양 질량 사이), 쿼크 별 (약 3 태양 질량) 또는 블랙홀 (3 태양 이상)으로 남은 별의 핵심입니다.

초신성 동안, 대부분의 스텔라 질량은 우주로 날아가서 스텔라 핵 합성을 통해 생성 될 수없는 철보다 무거운 원소를 형성합니다.

초신성 붕괴 동안 코어의 원자는 전자, 양성자 및 중성자로 분해됩니다.

초신성이 중성자 별 코어를 초래하는 경우, 코어의 전자와 양성자가 중성자가되기 위해 합쳐 지므로 1.4에서 3 태양 질량을 포함하는 새로 태어난 20km 직경의 중성자 별은 거대한 원자핵과 같습니다. 중성자 만 포함합니다.

중성자 별의 질량이 증가하면 중성자는 변성되어 구성 요소 쿼크가되어 별이 쿼크 성 별이됩니다. 질량이 더 증가하면 블랙홀이 생깁니다.

쿼크 별에 대한 상한 / 하한 질량 한계는 알려져 있지 않으며 (적어도 그것을 찾을 수 없었습니다), 어쨌든 블랙홀의 최소 안정 질량 인 3 태양 질량 주위의 좁은 밴드입니다.

안정적인 질량 (적어도 3 개의 태양 질량)을 갖는 블랙홀에 대해 이야기 할 때, 회전-충전, 회전-충전되지 않은 , 비 회전-충전되지 않은 , 비 회전-충전되지 않은 4 가지 맛이 있다는 것을 고려하는 것이 좋습니다 .

변형하는 동안 시각적으로 볼 수있는 것은 하드 방사선 플래시입니다. 붕괴하는 동안, 표면 위 / 근처의 입자는 사건의 지평선으로 가기 전에 파단 될 때 경질 방사선을 방출 할 시간이 있기 때문이다. 이것이 감마선 버스트 (GRB)의 원인 중 하나 일 수 있습니다.

우리는 원자가 압력을받는 양성자, 중성자, 전자로 분해된다는 것을 알고 있습니다.

더 많은 압력 하에서 양성자와 전자가 중성자로 결합합니다.

더 많은 압력을 받으면 중성자가 쿼크로 분해됩니다.

더 많은 압력 하에서 쿼크는 여전히 작은 입자로 분해됩니다.

궁극적으로 가장 작은 입자는 스트링 : 개방형 또는 폐쇄 형 루프이며 플랑크 길이는 쿼크보다 훨씬 작은 크기입니다. 끈이 확대되어 길이가 1mm 인 경우, 양성자는 직경이 10.5 광년 떨어져서 태양과 엡실론 에리 다니 사이에 꼭 맞을 것입니다. 그것이 양성자와 끈이 비교되는 정도입니다. 그래서 쿼크와 끈 사이에 중간 정도의 것들이 있다고 상상할 수 있습니다.

현재는 문자열 이론의 모든 수학을 계산하는 데 수십 년이 더 필요할 것으로 보이며, 문자열보다 작은 것이 있으면 새로운 이론이 필요하지만 지금까지 문자열 이론은 좋아 보입니다. Brian Greene의 Elegant Universe 책을보십시오 .

끈은 순수한 에너지이며 아인슈타인은 질량은 단지 에너지의 한 형태라고 말하면서 블랙홀로의 붕괴는 실제로 질량 / 물질 / 바론 입자의 모양을 제공하는 질량의 에너지 구조를 분해하고 질량을 가장 단순하게 남겨 둡니다. 형태, 개방형 또는 폐쇄 형 스트링, 즉 중력에 의해 결합 된 순수한 에너지.

우리는 블랙홀 (실제로는 홀이나 특이점이 아니며 질량, 반경, 회전, 전하 및 반경에 따라 달라지는 밀도를 가지므로)이 증발 하여 전체 질량을 방사선 형태로 포기할 수 있음을 알고 있습니다. 그들은 실제로 에너지입니다. 블랙홀의 증발은 질량이 3 블랙 인 안정적인 블랙홀의 최소 질량 미만인 경우 발생합니다. 슈바르츠 실트 반경 방정식은 심지어 블랙홀의 반경이 반대의 질량, 그리고 그 주어 무엇을 알려줍니다.

따라서 연필과 같은 원하는 것을 원하는 경우 블랙홀로 변환하고 블랙홀이되기 위해 필요한 크기로 압축 할 수 있습니다. 연필은 안정적인 블랙홀 질량 (3 태양 질량)보다 작기 때문에 즉시 자체적으로 (증발) 딱딱한 방사선으로 완전히 변형된다는 것입니다.

이것이 CERN 실험이 지구를 삼키기위한 블랙홀을 결코 만들 수 없었던 이유입니다. 아토믹 블랙홀은 지구 전체의 질량을 가진 원 자나 태양이 무엇이든 삼키기 전에 증발 할 것입니다. 태양계에는 질량이 충분하지 않아 안정적인 (3 태양 질량) 블랙홀을 만들 수 없습니다.

블랙홀로 변하기 위해 중성자 별이 더 크게되는 간단한 방법은 이진법 시스템의 일부로, 중성자 별과 이진 쌍이 서로 공전 할 수있는 다른 별에 가깝습니다. 그리고 다른 별에서 가스 오프 중성자 별 사이펀은 , 따라서 질량을 얻고있다.

정확하게 보여주는 멋진 그림이 있습니다.

블랙홀에 떨어지는 물질은 광속으로 가속됩니다. 그것이 가속화됨에 따라, 물질은 아 원자 입자 및 경질 방사선, 즉 X- 선 및 감마선으로 분해된다. 블랙홀 자체는 보이지 않지만 가속되어 입자로 분해되는 유입 물질의 빛은 보입니다. 블랙홀은 또한 배경 별 / 은하의 빛에 중력 렌즈 효과를 일으킬 수 있습니다.

질문의 한 부분에만 집중하십시오. 블랙홀을 형성하기 위해 중성자 별이 물질을 축적하거나 두 개의 중성자 별이 충돌하는 것이 가능할 수 있지만 이러한 종류의 사건은 매우 드 물어야합니다 (아래 참조).

$2M_{\odot}$$5M_{\odot}$

$2.83M_{\odot}$

중성자 별 병합 (또는 중성자 별 + 블랙홀 이진 병합)은 짧은 적색 감마선 폭발 또는 일반적으로 높은 적색 편이 은하에서 볼 수있는 킬로 노바 (Kilonova) 현상 의 조상 으로 여겨집니다. 이들은 전형적으로 1 초 이하 지속되지만, 약 의 에너지 방출을 수반한다$\sim 10^{44}$J. 블랙홀 또는 더 큰 중성자 별을 생성 할 수 있습니다. 차세대 중력파 실험 (현재 현실)에 의해 감지 될 수있는 중력파 신호 ( "중첩")도있을 것입니다. 이들 블랙홀은 격리되어 상기 질량 분포로 나타내지 않을 수있다. 이들 사건의 추가 관찰 서명은 이리듐 및 금과 같은 다수의 무거운 r- 공정 요소의 현재 수준의 형태 일 수 있으며, 이러한 사건에서 주로 생성 될 수 있다.

$1.5M_{\odot}$$2M_{\odot}$$3M_{\odot}$$>10^{18}$$^3$$2M_{\odot}$

$M_{\odot}$$M_{\odot}$

관측 편향은 이진 시스템에서 가장 낮은 질량의 블랙홀에 대한 동반자가 항상 로슈 로브에 넘칠 수 있다는 것 입니다. 결과적인 accretion 서명은 컴패니언 스펙트럼을 휩쓸고 동적 질량 추정을 방지합니다 (예 : Fryer 1999 ). 찬드라 은하 벌지 조사 보다 편견 블랙홀의 질량 분포를 측정 할 수있는 컴팩트 한 바이너리를 가리는, 대기, 상대적으로 낮은 X 선 광도의 예를 찾을하려고합니다.

$2.4^{+2.1}_{-1.1}\ M_{\odot}$