如果黑洞遇到比它的质量更大的恒星会怎样?

城南337

这要看距离有多远。黑洞的前身也是恒星,经过超新星爆发后才演变为黑洞。如果黑洞与恒星的距离足够远,黑洞就只是一个普通的天体,它与恒星之间的引力作用并没有什么特别之处,同样遵循牛顿的万有引力定律。黑洞会与恒星组成双星系统,只是黑洞无法发光而已,它们都会环绕位于它们表面之外的共同质心运动。由于恒星的质量比黑洞更大一些,所以共同质心更为靠近恒星。恒星的质量越大,共同质心越靠近恒星表面。不过,恒星质量不可能远超过黑洞,因为在一个双星系统中,如果恒星的质量极大,它会比黑洞的前身恒星更早演化为黑洞,因为恒星的寿命与质量成反比。它们的可能运动方式如下图所示:

如果黑洞与恒星的距离足够近,黑洞对恒星外层的引力作用要强于恒星对自身外层的引力作用,这意味着恒星超越了洛希瓣,所以黑洞的引力会把恒星外层的物质吸引过来,形成环绕黑洞旋转的吸积盘,并产生强大的X射线。目前,天文学家在银河系中发现的恒星级黑洞都属于这种类型,否则我们将无法探测到不会发光的黑洞。例如,距离地球1.8万光年的天鹰座V1343就是一个由黑洞和恒星组成的双星系统,其中恒星的物质不断流失到黑洞周围的吸积盘中,并在垂直于吸积盘的方向喷射出强大的X射线。

如果黑洞与恒星的距离超越了洛希极限,那么,恒星将会被黑洞的潮汐力撕碎。恒星的碎片将会环绕黑洞形成吸积盘,并且最终都会落入黑洞中。目前,天文学家还没有发现这样的情况,只找到恒星被超大质量黑洞吞噬的情况。


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黑洞本身就是由大型天体内部能量耗尽后,没有任何已知能量可以抵挡引力压缩,最终坍塌形成。即便是质量比黑洞大的恒星,大概也只是被不断吞噬。


恒星也是因为质量大,但很多大质量恒星在还没有坍塌形成黑洞前,压力就已经使核发生聚变,而向外辐射的能量,可以抵消引力吸引聚集,平衡的结果就使得恒星能够稳定存在一定时期。但恒星质量不断丧失,并且恒星核聚变最终也只能到Fe,Fe之后的重元素核聚变就需要吸收大量能量,恒星引力不平衡超新星爆发、逐渐崩塌形成黑洞。


宇宙中,黑洞也是有大有小,只要质量达到叁个以上太阳,能量耗尽后就没什么力量能抵消引力作用,坍塌成黑洞。黑洞形成后就会开始从伴星吸收物质,形成吸积盘,释放大量能量,这个过程中,黑洞的质量不断增加,恒星质量却不断地减少。如果恒星质量比黑洞更大,它最终本身就会形成一颗黑洞,当它提前遇到黑洞,也只不过是不断地把自身物质投入黑洞。


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如果黑洞遇到比它质量更大的恒星会怎样?

一般超新星爆发后的恒星会抛去大部分质量,初生的黑洞质量大都在3.8倍太阳质量左右,这个质量的黑洞与恒星比起来,在很多时候都没有大小优势!恒星不够致密,由于辐射压的存在,恒星表面物质是以一种等离子体的存在;因此两者相遇并不以质量取胜,会在两个天体的拉格朗日点位置,恒星会通过这个点被黑洞强大引力剥离恒星物质。

具体过程如下:在双星系统的演化过程中,我们可以将恒星与黑洞相遇看作是一个双星系统,黑洞会通过洛希瓣将超过洛希瓣的恒星物质吸走,称为洛希瓣溢流或洛希瓣超流( Roche-lobe overflow )。物质通过L1拉格朗日点(就是两者引力互相抵消的点)流向黑洞,形成明亮的黑洞吸积盘,这也是我们观测黑洞通常以X射线发现的主要原因。

因此无论两个天体大小与质量如何,黑洞与恒星相遇,只有黑洞慢慢吞并掉恒星,在黑洞面前恒星毫无招架之力,这是您想要的答案吗?


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