Гравитацио́нный колла́пс — катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил. Гравитационным коллапсом может заканчиваться эволюция звёзд с массой свыше трёх солнечных масс. После исчерпания в таких звёздах материала для термоядерных реакций они теряют свою механическую устойчивость и начинают с увеличивающейся скоростью сжиматься к центру. Когда звёздное ядро больше не поддерживается гравитацией, оно «падает на себя» (сжимается) со скоростью, достигающей 70000 км/с (что примерно равно 0,23 скорости света – с ), и это приводит к быстрому росту температуры и плотности. Дальнейшее зависит от массы и структуры коллапсирующего ядра: вырожденные ядра с малой массой, образующие нейтронные звёзды, вырожденные ядра с большей массой, в основном полностью разрушающиеся до чёрных дыр, и невырожденные ядра, подвергающиеся убегающему слиянию. В ядрах с меньшей массой коллапс останавливается, и вновь образованное нейтронное ядро имеет начальную температуру около 100 миллиардов кельвинов, что в 6000 раз превышает температуру солнечного ядра. При этой температуре пары нейтрино-антинейтрино всех ароматов эффективно образуются при тепловом излучении. Эти тепловые нейтрино в несколько раз более распространены, чем нейтрино с электронным захватом. Около 1046 джоулей, примерно 10 % массы покоя звезды, превращается в десятисекундный выброс нейтрино, который является основным результатом события. Внезапно остановленный коллапс ядра восстанавливается и производит ударную волну, это останавливается в течение миллисекунд во внешнем ядре, поскольку энергия теряется из-за диссоциации тяжёлых элементов. Распад массивного невырожденного ядра приведёт к дальнейшему слиянию. Когда коллапс ядра инициируется парной нестабильностью, начинается слияние кислорода и коллапс может быть остановлен. Для масс ядра 40–60 M☉ коллапс останавливается, и звезда остаётся неповреждённой, но коллапс будет происходить снова, когда сформировалось большее ядро. Для ядер около 60–130 M слияние кислорода и более тяжёлых элементов настолько энергично, что вся звезда разрушается, вызывая появление сверхновой. На верхнем конце диапазона масс сверхновая необычно светлая и чрезвычайно долгоживущая - из колоссальной массы выбрасывается 56Ni. Для ещё больших масс ядра температура ядра становится достаточно высокой, чтобы позволить фоторасщеплению и ядру полностью коллапсировать в чёрную дыру. Если растущее внутреннее давление останавливает гравитационное сжатие, то центральная область звезды становится сверхплотной нейтронной звездой, что может сопровождаться сбросом оболочки и наблюдаться как вспышка сверхновой звезды. Однако если масса звезды превысит предел Оппенгеймера — Волкова, то коллапс продолжается до её превращения в чёрную дыру.
Надеемся, эта информация была для вас полезной. Если это так, то подпишитесь на наш канал и поставьте палец вверх этой статье. Мы будем дальше писать интересные статьи с фактами и новостями из научного мира.
Всем до скорого!