太陽は今後数十億年以内に地球を破壊する可能性があるが、それはブラックホールに変わることによってではない。
宇宙におけるブラックホールのシミュレーション。画像: ESA/ハッブル/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N.バートマン
約50億年後には、太陽は核燃料の燃焼段階の終わりを迎え、もはや自らの重力で自らを支えることができなくなります。恒星の外層は膨張し(地球を破壊する恐れがある)、一方、中心核は極めて高密度の状態に崩壊し、恒星の残骸が残る。恒星の中心核の重力崩壊が完了すれば、その残骸はブラックホールとなる。ブラックホールとは、重力の影響が非常に大きく、光さえも脱出できない時空領域である。
しかし、太陽はブラックホールにはなりません。 「単純な話だ。太陽はブラックホールになるほど質量が小さいわけではない」と、ブラックホールの専門家でサセックス大学(英国)の物理学教授、ザビエル・カルメ氏は言う。
星がブラックホールになるかどうかには、組成、回転、進化など、さまざまな要因が影響しますが、主な要件は適切な質量です。 「初期の質量が太陽の20~25倍の恒星は、ブラックホールを形成するのに必要な重力崩壊を起こす可能性がある」とカルメット氏は語った。
J. ロバート オッペンハイマーとその同僚は、トールマン-オッペンハイマー-フォルコフ限界と呼ばれるこの閾値を初めて計算しました。現在、科学者たちは、死にゆく恒星がブラックホールを形成するには、太陽の約2〜3倍の質量を持つ核を残さなければならないと考えています。
星の中心部の核燃料が尽きると、外層で水素からヘリウムへの核融合が継続します。そのため、中心核が収縮するにつれて外層が膨張し、恒星は赤色巨星段階に入ります。
太陽は約60億年後(つまり、中心核の水素を使い果たしてから10億年後)に赤色巨星となり、火星の軌道くらいまで膨張し、地球を含む内惑星を飲み込むことになるだろう。赤色巨星の外層は時間の経過とともに冷えて広がり、太陽のくすぶる中心核の周りに惑星状星雲を形成します。
ブラックホールを形成する巨大な星は、必ずこのような崩壊と膨張の段階を何回も経て、そのたびに質量を失っていきます。その理由は、高圧と高温により、星はより重い元素を合成できるからです。このプロセスは、星の中心核が鉄(星が生成できる最も重い元素)になるまで続き、星は超新星として爆発し、さらに質量を失います。
NASA によると、典型的な恒星ブラックホール (天文学者によって観測された最も小さいタイプのブラックホール) の質量は太陽の 3 ~ 10 倍で、この数値は最大で 100 倍にもなるそうです。ブラックホールは周囲のガスや塵、さらには連星系にあった場合には伴星さえも飲み込むため、さらに巨大化する。
太陽は決して鉄の合成段階に到達することはないでしょう。カルメ氏によれば、この恒星は白色矮星、つまり地球ほどの大きさの密度の高い恒星になるという。したがって、地球はブラックホールに飲み込まれるという恐怖を経験することはないだろう。
Thu Thao ( Live Scienceによると)
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