우주에 존재하는 블랙홀은 어떻게 형성되고 있을까요?
우주에 수많은 블래홀들이 존재하며 지금도 팽창하고 있다고 하는데요. 그렇다면 이 블랙홀들은 어떻게 형성되고 있을까요?
궁금합니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
블랙홀은 별의 생성과 진화에서 마지막 단계에 이른 천체입니다. 중력붕괴를 통해 중성자별이나 블랙홀이 되죠.
블랙홀이 될려면 별이 되어야 하고 별이 되기 위해서는 질량이 많으면 됩니다. 아주 복잡한 원리에 의해 별이 만들어질 것 같지만 실제 질량만 많으면 별이 됩니다.
만약 지구에 지속적인 질량이 투입된다면 어느 순간 스스로 빛을 내며 타기 시작합니다. 별이 되는 것이죠.
질량이 크면 중심부의 압력이 높아지고 이것은 온도상승으로 이어집니다. 핵융합 반응이 가능한 온도가 되고 수소가 헬륨으로 바뀌기 시작하면 에너지를 방출하는데 이것이 바로 별을 밝게 하는 빛입니다. 질량이 많으면 저절로 별이 되는 원리가 되죠.
이러한 별이 진화하면서(늙으면서) 팽창을 통해 에너지(질량)를 많이 잃어 버리는데 보통 태양 질량의 3배 이상이 되면 초신성이 되어 폭발할 가능성이 높습니다. 초신성폭발이라고 하죠.
물론 우리 태양은 50억년간 늙어왔고 앞으로 50억년이 지나면 거성이 되는데 질량이 많지 않기 때문에 초신성이 되지는 않습니다. 백색왜성으로 생(?)을 마감하게 되죠.
태양보다 질량이 훨씬 큰 별은 적색거성을 거쳐 초신성폭발로 이어지는데, 원자 단위까지 작용하는 압력이 너무 크다 보니 수축과 팽창을 반복하다 결국 폭발하고 중앙부는 계속 식으면서 수축하게 되고 수축하면 압력(중력)은 더 커지게 됩니다.
이때 원자에 작용하는 중력이 전자의 반발력까지도 이겨내면 전자가 핵속으로 밀려들어가 중성자별로, 그 보다 더 큰 별이 수축해 중성자로도 버티지 못하면 밀도가 어마어마하고 엄청나게 커진 블랙홀로 남게 되는 것이죠.
이것이 바로 블랙홀의 생성원리입니다.
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