Pourquoi le gaz forme-t-il une étoile au lieu d'un trou noir?

Quand un gaz spatial est rassemblé, une étoile se forme. D'autre part, quand une étoile massive meurt, elle s'effondre en un trou noir.

On pourrait penser que la masse initiale de gaz serait plus grande que l’étoile qui existait depuis des milliards d’années et qui perdait de la masse dans le processus.

Alors, qu'est-ce qui a empêché le gaz spatial de former un trou noir?

Essentiellement, le gaz fait qu'il se forme d'abord une étoile.

La masse n'est pas le seul facteur à l'origine de la création d'un trou noir. Vous avez également besoin que cette masse atteigne une densité élevée. Ce faisant, une étoile se forme habituellement. Les processus de production d'énergie à l'intérieur de l'étoile produisent une pression qui équilibre l'attraction de la gravitation. Cela empêche une étoile d'atteindre une densité critique nécessaire à la formation de trous noirs. À mesure que ces processus de production d'énergie s'épuisent en carburant utilisable, l'étoile finira par s'effondrer sur elle-même, créant un trou noir.

Donc, vous ne pouvez pas simplement prendre un grand volume de gaz et créer un trou noir. D'autres processus physiques se produisent.

En termes simples: parce que le gaz se sépare.

Lorsque le gaz (H ou He) est soumis à une pression extrêmement élevée, ce qui se produit avant la formation d'un trou noir, les atomes entament la fusion nucléaire, ce qui libère beaucoup d'énergie. Ce flux continu d'énergie est ce qui rend le soleil brillant et est également ce qui empêche le soleil de s'effondrer sur lui-même.

Lorsque la fusion brûle / fusionne trop d'un élément, un autre élément devient l'élément dominant de la fusion, ce qui conduit à différents états au cours de la vie d'une étoile. Et lorsque l'étoile est à court de carburant, la gravité l'emporte.

Comme le dit Rob , vous auriez besoin de beaucoup plus de masse que celle d'une "étoile massive" pour contrer l'énergie de fusion nucléaire.

$T^{3/2}/\rho^{1/2}$$T$$\rho$

$0.075M_{\odot}$$\sim 3M_{\odot}$

Cependant, dans le début de l' univers, ce que vous suggérez pourrait effectivement se produire et cela pourrait être la façon dont les trous noirs supermassifs et quasars existent seulement quelques centaines de millions d' années après le big bang.

$10^4$$10^5$

Voir ce communiqué de presse pour un résumé alternatif de cette idée et des liens vers des articles scientifiques récents sur le sujet (par exemple, Agarawal et al. 2015 ; Regan et al. 2017 ).

Pas une réponse complète, mais plus qu'un commentaire. Ne pouvons-nous pas nous entasser de plus en plus dans la masse pour résoudre les problèmes présentés par les autres réponses? Certainement, à un moment donné de l'Univers, par exemple au tout début, les conditions étaient favorables à la formation d' étoiles extrêmement massives, de sorte que la pression interne puisse vaincre toute pression extérieure provenant de la chaleur ou de la fusion. Peut-être alors un trou noir pourrait se former immédiatement, malgré les barrières empêchant un effondrement total. Après tout, il existe toujours des barrières empêchant l'effondrement total, qu'il s'agisse de la pression de radiation, de la pression de dégénérescence, etc. Il suffit simplement de la surmonter avec une masse suffisante.

$\sim50,000\:M_\odot$$\sim200$$300\:M_\odot$

Lorsque ce gaz spatial est rassemblé pour former une étoile, le gaz d'origine et maintenant une étoile, leur masse est la même (inchangée), mais sa taille est réduite en raison de la gravité. Lorsque l'étoile s'effondre pour devenir un trou noir, leur masse est à nouveau identique mais de taille réduite, en raison de la gravité. Ce n'est pas une façon valable de demander de cette manière:

Alors, qu'est-ce qui a empêché le gaz spatial de former un trou noir?

Le gaz spatial finit par rétrécir pour devenir un trou noir [si la masse initiale est suffisamment bonne pour exister sous forme d'étoile puis s'effondrer en tant que trou noir], seul l'observateur prend partie par étape du processus à observer [dépend de quelle section est observée]. C'est simple, quand remplacer l'objet pour l'analogie avec ceci: chauffer la glace. La glace fond pour devenir de l'eau, puis du gaz. Maintenant, le PO revient à demander: pourquoi la glace ne se transforme pas en gaz lorsqu'elle est chauffée mais en eau? Cela semble logique, mais en réalité, c'est la construction des mots qui mystifie une simple analogie.