Hur svarta hål bildas

Ett svart hål skulle kunna bildas av vad som helst bara det komprimeras tillräckligt mycket. Men för att kunna komprimera något så mycket behövs väldigt stora krafter. De svarta hål man känner till har vad man vet bildats när massiva stjärnor dött, komprimeringen är då möjlig på grund av deras starka gravitation. Att galaktiska svarta hål som har en massa mer än 30 gånger så stor som ett vanligt kan bildas beror antagligen på att desto större massa desto lägre densitet behövs för att ett svart hål ska kunna bildas. Ett svart hål med solens massa skulle behöva en densitet på 1,85*1019kg/m3 medans ett svart hål med en lika stor massa som hela vintergatan bara skulle behöva en densitet på ca. 10-3kg/m3. Eftersom de flesta svarta hål troligen bildas av stjärnor så ska vi nu gå igenom hur det går till.

Stjärnor bildas av gasmoln som kallas nebulosor. Dessa gasmoln består främst av väte och helium. Förr eller senare börjar gasmolnen att dra ihop sig av gravitationen. Molnet blir allt tätare och tempraturen ökar, till sist uppnår delar av molnet en temperatur på över 10 miljoner grader och vätet börjar förbrännas till helium. Denna förbrännings process kallas fusion. Fusionen ger ett överskott av energi i form av strålning. Strålningen som avges från kärnan är lika stor som kroppens gravitation och den hamnar i ett stabilt tillstånd.

När vätet tar slut börjar nya ämnen förbrännas och stjärnan växer och blir röd. Först förbränns helium som blir till kol, när heliumet tagit slut förbränns kolet till magnesium, magnesium till klor och till sist klor till järn sedan kan inte fusionen fortsätta längre. Vad som händer sedan beror på stjärnans massa.
 

• Om stjärnans massa är mindre än 1,4 gånger solens massa så krymper den till en vit dvärg med en storlek som jorden. Gravitationen motverkas då av elektromagnetiska krafter (de repellerande krafterna mellan elektronerna i stjärnans atomer). När stjärnan sen svalnat blir den en svart dvärg.

• Om stjärnans massa istället är 1,4-3,2 gånger solens så kan inte de elektromagnetiska krafterna motverka gravitationen. När stjärnan har krympt så mycket att de elektromagnetiska krafterna är som starkast kommer delar av stjärnans massa kastas ut i rymden som följd av motståndet, den massa som kastas ut bildar en s.k. supernova. I den massan som är kvar kommer elektronerna att pressas in atomkärnorna och bilda en neutron tillsamans med en proton. Stjärnan består då av neutroner i kontakt med varandra innanför ett ca. 100 meter tjockt lager av järn. Gravitationen motverkas nu av kärnkraften som verkar mellan partiklar i en atomkärna och man skulle kunna säga att hela stjärnan (bortsett från det yttre järn lagret) nu är en enda stor atomkärna. En sådan stjärna kallas för en neutron stjärna och är mycket liten med en radie på bara ett tio tal km.

• När en stjärna med en massa på över 3,2 gånger solens imploderar (dras ihop häftigt motsatsen till explodera) så kan en supernova bildas också. Om tillräckligt mycket massa slungas ut i supernovan så kommer en neutron stjärna att bildas även i detta fall men annars så kommer gravitationen vara så stor att inte ens kärnkraften kan hålla emot och stjärnan kommer att krympa till ett svart hål.

tillbaka     vidare till svarta håls egenskaper