Så kollapsar en stjärna
En stjärna lever i balans: energin från reaktionerna i kärnan trycker utåt, medan den egna gravitationen drar inåt. Så länge det finns bränsle håller balansen. När reaktionerna upphör försvinner trycket utåt.
- Bränslet tar slut
- Kärnan kollapsar
- Höljet kastas av
- Kärnan blir kvar
Vad som blir kvar till slut beror på massan. Hos lättare stjärnor blir det en tät, svalnande kula. Hos tyngre stjärnor blir det ett objekt av materia med ofattbar densitet. Bara hos de allra massivaste stjärnorna kan inget stoppa kollapsen.
Gränsen mellan det andra och det tredje utfallet är snäv och bara ungefärligt känd. Därför är objekt nära den så intressanta: de hjälper forskare att precisera var materian slutar stå emot sin egen gravitation.
Mysteriet med jättarna
Det avkastade höljet syns då som en ljusblixt, lika ljusstark som en hel galax. Det är oftast genom sådana ljusblixtar vi upptäcker att en kollaps har ägt rum någonstans - själva objektet som blir kvar avger inget ljus.
Skillnaden är enorm, och den är svår att förklara med enkel ansamling. Materia kan bara sugas in upp till en viss gräns: strålningen från den infallande gasen stöter bort gasen som kommer efter, och tillväxthastigheten når ett tak.
Observationer av det tidiga universum gjorde problemet ännu mer akut. Där hittar man jättelika objekt som redan fanns under de första hundratals miljoner åren. Det fanns uppenbarligen inte tillräckligt med tid för en gradvis tillväxt från stjärnstorlek.
Det har lett till flera hypoteser om deras frön: direkt kollaps av enorma gasmoln utan ett stjärnstadium, sammanslagning av många objekt i täta hopar och ovanligt massiva tidiga stjärnor. Ingen av dem har ännu godtagits som slutgiltig.
Observationer av sammanslagningar hjälper till. Utbrott som registrerats av detektorer för svängningar i rumtiden har visat objekt med mellanstor massa - just de massor som man tidigare nästan aldrig hittade.
Det finns också en tredje väg, som nyligen har bekräftats: sammanslagning. Två svarta hål som kretsar runt varandra slås till slut ihop till ett, och händelsen registreras genom svängningar i rumtiden, inte genom ljus.
Hur bildas svarta hål med stjärnmassa?
Vad är fortfarande en öppen fråga?
Källor
- Bildandet av svarta hål med stjärnmassa genom en massiv stjärnas kärnkollaps är väl belagt
- ursprunget till supermassiva objekt som observeras redan i det tidiga universum är fortfarande föremål för konkurrerande hypoteser
Nästa i serien ”Svarta hål”
2 artiklar i sin helhet på webbplatsen, 3 till i appen
