いつ、ブラックホールが誕生するのでしょうか？

質問

お世話になります。

本当にあるのか無いのかがよく解りませんが、ブラックホールがあるとすれば、その誕生の瞬間のことが知りたいと思っています。

太陽より１０倍以上の質量を持つ恒星が核融合で作ることができるのは「鉄」までで、それどころかこの「鉄」は、それまでこの恒星が核融合で放出してきた全てのエネルギーを吸収し、爆縮を起こさせます。

爆縮した恒星は、その反動で爆発に転じて超新星になります。この爆発の中でなにやら複雑な核反応が引き起こされて「鉄」より重い、金やら鉛やらの元素を作りながら、広大な宇宙空間へ拡散されていきます。

その結果、ブラックホールだけが取り残されるらしいのですが、これで合っていますでしょうか？。

合っているとすれば、核融合で「鉄」が作られる以前では恒星は爆縮したり、爆発もしないということになると思うのですが、では「鉄」がどのくらい生成されれば恒星は超新星になることができるのでしょうか？。

もっと知りたいのは、作られた「鉄」が恒星のエネルギーを奪い、爆縮させる段階ではまだブラックホールの誕生までに至らないと思うし、爆発した後では既にブラックホールが出来上がっていると思うのです。だったら、いつ、どの段階でブラックホールが誕生するのだろうかということです。

このことでいつも頭の中がモヤモヤしています。どなたか、ど素人の私に知恵を恵んでいただけないでしょうか？。

回答No.3

kgrjy

質問とは直接関係ありませんが、回答に？の記述があるので、
参考URLをどうぞ。

2/23超新星目視発見、2/25データ取り寄せ、2/27解析開始
2/28爆発３時間前に12コのニュートリノを確認

参考URL：

http://wwwsoc.nii.ac.jp/jps/jps/butsuri/50th/noframe/50(5)/50th-p332.html

補足

回答ありがとうございます。

このようなサイトがあったのですね。なかなか内容が濃いですね、そのぶんかなり難易度は高いようです。これからじっくり読ませていただいて参考にさせていただきます。

以前から、ニュートリノの観測になぜわざわざ大量の水が必要なのだろうかと不思議に思っておりましたが、水中ではニュートリノの進む速度がこ光速を上回ることを利用していたのですね。

よくテレビで見る、原子力発電所の水槽の中が青く輝く姿にリンクさせることができました。（間違っていたらスミマセン）

お礼は改めてさせていただきますが、とりあえず感謝と尊敬の意をお伝えさせていただきます。

ありがとうございました。

回答No.2

Tacosan

「どの時点でブラックホールができたとするか」は難しい問題だけど, 中心部のコアが中性子の縮退圧で支えられる限界質量を越えてしまえばブラックホールになっちゃうので, その時点で「ブラックホール」としても事実上は問題ないと思う. もちろん実際にはシュバルツシルト半径と「その内部の質量」との関係があるんだけど.
で超新星爆発だけど, 「ニュートリノが爆縮の原因」というのは違うんじゃないかなぁ. 基本的には鉄の熱分解により重力を支えきれなくなるというのをトリガーにすることが普通だと思う. スタンダードなシナリオは
・鉄が熱分解して重力崩壊をはじめる
・それにともない外から物質が落ちてくる
・鉄が分解してできたコアにぶつかって衝撃波を生じる
・衝撃波が星の外層を吹き飛ばす
というものだけど, 計算上はこの衝撃波だけでは超新星爆発までいかず, そこに
・ニュートリノが中心部から遅れてやってくる
・このニュートリノがへろへろになった衝撃波にエネルギー (の一部) を与える
というイベントがあって
・ニュートリノからエネルギーをもらって元気になった衝撃波が星の外層全体を吹き飛ばす
という結果になってる, とするはず.

補足

回答ありがとうございます。

爆縮の原因は、「鉄」が熱エネルギーを恒星から吸い取るということではないということが、今回いただいた回答で解ることができました。

それ以外は難しいことばかりなので、私なんかが理解できるできるようになるまで、もう少し時間がかかりそうです。

また改めてお礼をさせていただきますが、とりあえず尊敬と感謝の意を伝えさせていただきます。ありがとうございました。

回答No.1

debukuro

アメリカのチユー博士の理論では星が進化すると複数の種類の核融合が同時に起こるようになる
そうすると温度が上がり６０億度に達する
そうなるとそれまではガンマ線が放射されていたのが６０億度を超えるとガンマ線ではなくニュートリノが放射される
ガンマ線は星の外に出るまでにあちこちで反射されて１万年くらいかかりますがニュートリノは光速度で星の外に出ます
だから星の内部に残されるエネルギーが無くなって星が収縮して超新星爆発が起こるのです
ニュートリノが星の外に出てから７２時間後に超新星爆発が起こります
地球でニュートリノバーストが観測されてから７２時間後に超新星爆発が観測できるということです
これがチユー博士のシナリオです
そして超新星１９８７Aがそれを実証したのです
地球でニュートリノバーストが観測されたのでその方向に注目していたら７２時間後に超新星が観測されたのです

補足

回答ありがとうございます。

私はてっきり、「鉄」が恒星の熱エネルギーを吸い取り、それが爆縮を引き起こすのだという「固定観念」に囚われていたようです。

まさかニュートリノが、恒星の爆縮に関係あるなんて想像もしておりませんでした。

今、気が付いたのですが、恒星が超新星爆発したからと云っても「Ｍ１」みたいにパルサーが残る場合もあり、必ずブラックホールが誕生する訳ではないようですね。

改めてお礼はさせていただきますが、とりあえず補足欄にて私の感謝の意をお伝えさせていただきます。

ありがとうございました。