آیا خورشید می‌تواند به یک سیاهچاله تبدیل شود؟

به گزارش gsxr و به نقل از لایو ساینس، لایه‌های بیرونی این ستاره از یکدیگر دور می‌شوند (احتمالاً زمین در این فرآیند از بین خواهد رفت) در حالی که هسته به حالتی فوق‌العاده متراکم فرو می‌رود و بقایایی از نوع ستاره‌ای بر جای خواهد ماند.
 
آیا پس از آنکه خورشید از بین برود، به سیاهچاله تبدیل می‌شود؟
در یک کلام، «نه»، خورشید چیزی را که برای تبدیل شدن به سیاهچاله لازم است، ندارد.
 
خاویر کالمت (کارشناس سیاهچاله و استاد فیزیک در دانشگاه ساسکس در بریتانیا) می‌گوید: «مسئله خیلی ساده است: خورشید به اندازه کافی سنگین نیست که بتواند به سیاهچاله تبدیل شود».
 
به گفتهٔ کالمت، شرایط متعددی بر تبدیل شدن یک ستاره به سیاهچاله تأثیر می‌گذارند؛ از جمله ترکیب آن، چرخش آن، و فرآیندهای حاکم بر تکامل آن. اما شرط اصلی، مقدار مناسب جرم است.
 
کالمت اظهار می‌دارد: ستارگانی با جرم اولیه بیشتر از حدود ۲۰ تا ۲۵ برابر جرم خورشید، پتانسیل آن را دارند که دچار فروپاشی گرانشی لازم برای تشکیل سیاهچاله‌ها شوند.
 
این آستانه که به عنوان حد «تولمن-اپنهایمر-ولکوف» نیز شناخته می‌شود، اولین بار توسط جی. رابرت اوپنهایمر و همکارانش محاسبه شد. در حال حاضر، دانشمندان بر این باور هستند که یک ستاره در حال مرگ باید یک هسته ستاره‌ای با جرمی حدود دو تا سه برابر جرم خورشید را برای ایجاد یک سیاهچاله پشت سر بگذارد.

بنابراین، از نظر تئوری، اگر خورشید دو برابر جرم فعلی‌اش می‌بود، می‌توانست به یک سیاهچاله تبدیل شود، درست است؟ نه؛ درست نیست!
 
هنگامی که یک ستاره سوخت هسته‌ای را در هسته خود تخلیه می‌کند، همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم هنوز در لایه‌های بیرونی آن اتفاق می‌افتد. بنابراین، با فروپاشی هسته، لایه‌های بیرونی ستاره منبسط می‌شوند و وارد فاز غول سرخ می‌شوند.
 
در حدود ۶ میلیارد سال بعد که خورشید یک میلیارد سال پس از تمام شدن هیدروژن در هسته‌اش به یک غول سرخ تبدیل شود، انبساط پیدا خواهد کرد و دور تا دور مدار مریخ را خواهد گرفت و سیارات درونی، احتمالاً از جمله زمین را خواهد بلعید.

لایه‌های بیرونی غول سرخ با گذشت زمان سرد می‌شوند و گسترش می‌یابند تا یک سحابی سیاره‌ای در اطراف هسته در حال دود شدن خورشید تشکیل دهند.
 
ستارگان عظیمی که سیاهچاله‌ها را ایجاد می‌کنند، چندین دوره فروپاشی و انبساط را پشت سر می‌گذارند و هر بار جرم بیشتری از دست می‌دهند. دلیلش این است که در فشارها و دماهای بالا، ستاره‌ها می‌توانند عناصر سنگین‌تری را با هم ترکیب کنند.

این روند تا زمانی ادامه می‌یابد که هسته ستاره از آهن، یعنی سنگین‌ترین عنصری که یک ستاره می‌تواند ایجاد کند، ساخته شود و ستاره در یک ابرنواختر منفجر گردد و حتی جرم بیشتری از دست بدهد.
 
به گفتهٔ ناسا، سیاهچاله‌های معمولی با جرم ستاره‌ای (کوچک‌ترین گونه‌ای که اخترشناسان مشاهده کرده‌اند) سه تا ۱۰ برابر سنگین‌تر از خورشید هستند، اما می‌توانند به اندازهٔ ۱۰۰ برابر خورشید جرم داشته باشند.

یک سیاهچالهٔ سنگین با جرم ستاره‌ای به این شکل شروع نمی‌شود. در واقع چنین ستاره‌ای با تغذیه از گاز و گرد و غبار مجاور و (حتی روی بدنهٔ ستاره همراهش در صورتی که زمانی متعلق به یک سیستم دوتایی بوده باشد)، سنگین‌تر خواهد شد.
 
با این حال، خورشید هرگز به مرحلهٔ ذوب آهن نخواهد رسید. کالمت در پایان می‌گوید: «در عوض، خورشید به یک کوتوله سفید، یعنی ستاره‌ای متراکم و به اندازه زمین تبدیل خواهد شد. بنابراین، زمین هرگز هیجان و وحشت بلعیده شدن توسط یک سیاهچاله را درک نخواهد کرد… مگر اینکه کل جهان از قبل در یک سیاهچاله قرار داشته باشد»!