Що станеться, коли наше Сонце загине і чи може воно стати чорною дірою: відповідь вчених

Приблизно за 5 мільярдів років наше Сонце дійде до фінальних стадій свого існування, спаливши усе ядерне паливо у своєму ядрі. Якщо найближчим часом не трапиться якогось дива у медицині, з вірогідністю 0% хтось із живих нині людей зможе побачити те, як це станеться. Але, звісно, ж і звичайним людям, і науковцям цікаво, якою саме буде загибель нашого світила та чи не перетвориться воно на ненажерливу чорну діру.

Про те, що саме відбуватиметься у далекому майбутньому нашої Сонячної системи в коментарі LiveScience розповів професор фізики та експерт з чорних дір в Університеті Сассекса у Великій Британії Ксав'є Кальмет. Він переконаний, що поряд із Землею ніколи не утвориться чорна діра, але наша домівка й без того може не пережити загибель Сонця.

Смерть Сонця почнеться приблизно через 5 мільярдів років, коли воно спалить усе паливо і більше не зможе протистояти власній гравітації. Внаслідок цього зовнішні шари нашого світила розлетяться і, цілком можливо, знищать Землю, або усе, живе на ній. Натомість ядро Сонця стиснеться до неймовірно щільного стану.

Таким чином, наше вмираюче Сонце перейде у фазу червоного гіганта і це буде навіть не останньою фазою його смерті.

Як пояснив Кальмет, коли Сонце стане червоним гігантом – приблизно через мільярд років після того, як у його ядрі закінчиться водень – воно розшириться до орбіти Марса, поглинувши внутрішні планети, можливо, включаючи Землю.

Далі зовнішні шари червоного гіганта охолонуть і розпорошаться, утворивши планетарну туманність навколо тліючого ядра Сонця. Це й буде фінальним етапом смерті нашої зорі, яка зрештою перетвориться на білого карлика, розміри якого будуть приблизно такі ж, як розмір Землі. Зараз діаметр Сонця у 109 разів більший за нашу планету.

Тож, як уже очевидно, наше Сонце ніколи не перетвориться на чорну діру. І для цього є досить простий аргумент: яким би гігантським не було Сонця з нашої точки зору, воно все ще надто мале для того, аби перетворитися на чорну діру.

"Все дуже просто: Сонце недостатньо важке, щоб стати чорною дірою", – пояснив Кальмет.

За його словами, на те, чи зірка може стати чорною дірою впливають кілька умов – включаючи її склад, обертання і процеси, які керують її еволюцією. Але правильна маса є головною умовою.

"Зірки з початковою масою, що перевищує приблизно в 20-25 разів масу нашого Сонця, мають потенціал зазнати гравітаційного колапсу, необхідного для утворення чорних дір", – зазначив Кальмет.

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

Зараз вчені вважають, що вмираюча зірка повинна залишити після себе ядро, яке приблизно в два-три рази перевищує масу Сонця, щоб створити чорну діру. Сонячне ж ядро, як згадувалося вище, стиснеться до розмірів Землі.

При цьому зорі, які здатні стати чорними дірами, проходять майже ті самі фази смерті.

Коли зірка вичерпує паливо в своєму ядрі, ядерний синтез водню в гелій все ще відбувається в її зовнішніх шарах. Коли ядро руйнується, зовнішні шари розширюються, і вона переходить у фазу червоного гіганта.

При цьому 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 сплавляти 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.

Згодом вона перетворюється на чорну діру і починає живитися газом і пилом, що знаходяться поблизу.

Однак наше Сонце ніколи не дійде до стадії плавлення заліза і не перетвориться на чорну діру.

Раніше OBOZREVATEL розповідав, що станеться, коли Чумацький шлях вріжеться у Андромеду.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL у Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.