Чёрные дыры затягивают большую часть материала звезды

Астрономы из Weizmann Institute of Science и San Diego State University впервые смогли наблюдать за тем, что происходит со сверхмассивной звездой, после того как она взрывается в сверхновую звезду. Масса наблюдаемой звезды составляла от 50 до 100 масс Солнца и при этом, после взрыва, звезда сжалась в чёрную дыру, которая вобрала в себя большую часть массы первоначальной звезды. Хотя за сверхновыми звездами наблюдали с помощью всех известных инструментов – от невооружённого глаза, до космического спутника, ещё никто напрямую не наблюдал что происходит, когда взрывается действительно большая звезда. Это наблюдение подтверждает теорию о том, что звёзды, масса которых от нескольких десятков, до нескольких сотен масс Солнца, – все превращаются в чёрные дыры.

Судьба звезды предопределена ещё во время её рождения – количеством термоядерного топлива и её массой. Все небесные светила черпают свою энергию в реакции термоядерного синтеза, в которой атомы водорода объединяются в атомы гелия. Из 2 атомов водорода получается один атом гелия, но его масса немного меньше суммы масс атомов водорода и, исходя из Теории Относительности Эйнштейна (E = m * c * c), известно что недостающая масса идёт на выделение энергии. Когда внутри ядра небольших звёзд, таких как наше Солнце заканчивается топливо, они значительно увеличиваются в размерах и продолжают какое-то время светить как красные гиганты, тогда же звёзды, масса которых от 8 раз больше, чем масса Солнца, в этот период своей жизни проделывают гораздо более драматичный путь.

В них продолжаются термоядерные реакции, но объединение идёт уже в более тяжёлые элементы, когда этот процесс доходит до того, что в ядре звезды все элементы превращаются в железо, происходит ещё один интересный процесс – из-за огромной температуры и высокого давления атомы железа разбиваются на свои составляющие – протоны и электроны. Через какое то время это приводит к тому, что внутренняя часть звезды начинает сжиматься и вся её остальная часть выбрасывается наружу в виде взрыва сверхновой звезды. Во время этого процесса звёзды за несколько дней высвобождают больше энергии, чем Солнце за всю свою жизнь, при этом их свет настолько яркий, что даже несмотря на то, что это происходит во многих сотнях световых лет от Земли, их свет можно увидеть даже днём.

В то время, когда внешние слои продолжают своё путешествие в открытый космос, ядро продолжает сжиматься и гравитация становится настолько сильна, что протоны и нейтроны начинают объединяться в нейтроны, при этом радиус ядра уменьшается с 10000 км до 10 км. Всего лишь небольшая корзина материала такой звезды весит столько же, сколька наша Земля. Но когда этот процесс происходит со звездой в 20 и более раз более массивной, чем Солнце, её гравитационное поле становится настолько сильным, что оно начинает не выпускать свет и затягивает внутрь себя большую часть сброшенного материала. Такие звёзды называются чёрными дырами и их нельзя обнаружить по какому-либо излучению, их можно обнаружить только по косвенным признакам, например, по гравитационному воздействию на окружающее пространство.