最終更新日: 2025 年 7 月 28 日

星が消えるとき：ブラックホールの誕生

超大質量星の誕生: 大質量星のブラックホールへの重力崩壊 — *超大質量星からのブラックホールの誕生。画像出典:astronoo.com*

星が消えるとき

星は、それを収縮させる傾向のある重力圧力と、爆発させる傾向のある核反応の熱圧力との間の不安定なバランスを経験します。大質量星（太陽の質量の 20 倍以上）の中心で核融合反応が停止すると、重力が抵抗なく優勢になります。この状況は壊滅的な崩壊の始まりを示しています。コアはそれ自体で崩壊し、重力特異点（恒星のブラックホール）。

事象の地平線: 帰還不能点

ブラックホールは次のように定義されます。事象の地平線、脱出速度が光の速度と等しい特異点の周りの球面。光子でさえも逃げることはできません。外部の観察者にとって、この星はこの地平線に近づくにつれて凍って暗くなり、目に見える宇宙からゆっくりと消えていくように見えます。

目に見えないが検出可能な変化

ブラックホールは目に見えませんが、その存在は環境との重力相互作用によって裏付けられます。たとえば、近隣の星から物質を吸い込むと、その周りの降着円盤が強い X 線を放出することがあります。これが私たちが銀河で最初のブラックホールを検出した方法です。シグナスX-1。

表: 大質量星からブラックホールまで

大質量星からブラックホールへの変化のタイムライン
段階	主な機構	通常の期間	物理的な影響
融合相（恒星生命）	融合 H → He → 重元素	何百万年も	エネルギー生産と静水圧バランス
心の崩壊	重力 > 縮退圧力	数秒	特異点への心の爆縮
ホライゾンフォーメーション	$v_{lib} = c$ の球面限界	インスタント	星が外界から見えなくなる
間接排出	X線、重力波	断続的（付加または合併）	ブラックホールの検出の可能性

参考文献:
• チャンドラセカール S.大規模な星について、天体物理学ジャーナル、1931 年。
• オッペンハイマー J.R.、スナイダー H.、継続的な重力収縮について、フィジカルレビュー、1939年。
• マイズナー、ソーン、ウィーラー、重力、W.H.フリーマン、1973年。
• NASA、ESA、ブラックホール（2024年）。