블랙홀의 형성 과정 5가지 순서 알아보기

블랙홀은 대략적으로는 대량의 별이 중력 붕괴에 따라 발생합니다. 오늘은 블랙홀의 형성 과정에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

 

▣ 블랙홀의 형성 과정

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① 별의 수명

블랙홀은 주로 대량의 별이 그 수명을 다한 후 형성됩니다. 별은 수소 원자핵의 핵융합 과정을 통해 헬륨을 만들어내며 이 과정에서 광촉매 역할을 하는 에너지가 방출됩니다. 별은 이러한 에너지 생성과 중력에 의한 압축 간의 평형 상태에서 수십만 해에서 수십억 해까지의 기간 동안 안정된 상태를 유지합니다.

 

② 수소 소진과 중심 코어 형성

• 수소 소진 : 대량의 별이 수소 연료를 모두 소진하면 핵융합이 중심에서 멀어져 에너지 공급이 줄어듭니다. 이로 인해 중심 영역은 중력에 의한 압축을 경험하게 됩니다. 이때 중심에서 불안정한 상태가 형성되고, 압축된 물질이 중심부로 무게를 더욱 집중시킵니다.
• 중심 코어 형성 : 수소 연소가 중심으로부터 멀어지면서 중심 영역에 헬륨이 쌓이게 됩니다. 이로 인해 중심에서는 더 높은 밀도와 압력이 형성되며, 중심 영역에서 새로운 원소의 생성이 시작됩니다.

 

③ 중력 붕괴

중심 코어는 중력에 의해 압축되어 높은 밀도와 온도를 가진 상태로 진입하게 됩니다. 이 중력 붕괴는 폭발적인 현상을 일으키면서 초신성 폭발이 발생할 수 있습니다.

 

④ 이벤트 지라인의 형성

중심 코어의 크기가 충분히 작아지면 중력은 더 이상 어떤 물체도 중심 코어에서 탈출시킬 수 없게 됩니다. 이때 이벤트 지라인이라 불리는 지점이 형성됩니다. 이 지점을 넘어서는 물체는 더 이상 빛이나 다른 형태의 에너지로는 외부로 나갈 수 없게 되며, 이것이 블랙홀의 특징적인 표면입니다. 이벤트 지라인 내부에는 중심으로 향하는 모든 경로가 수렴하는 지점이 있습니다. 이 지점을 진입부 또는 싱귤래티라고 하며, 이 지점에서는 중력이 무한대로 증가하게 됩니다.

 

⑤ 블랙홀 형성

초기 별의 질량과 회전 속도, 블랙홀 형성 시의 스핀(회전) 등에 의해 블랙홀의 특성이 결정됩니다. 블랙홀의 질량이 크고 스핀이 빠르면 더욱 강력한 중력을 가진 블랙홀이 형성됩니다. 블랙홀은 중력에 의한 더욱 강한 압축으로 인해 빛이 물체로서 존재하지 않게 됩니다. 형성된 블랙홀은 주변의 물질을 흡수하여 성장할 수 있습니다. 다른 별이나 가스 등이 블랙홀에 떨어지면 이를 흡수하게 되어 질량이 더욱 증가합니다.

이러한 과정은 별의 진화에서 대량의 별이 수명을 다한 후에 발생하며, 블랙홀은 그 자체로는 빛을 방출하지 않기 때문에 직접적인 관측이 어렵습니다. 그러나 주변에서 물질이 블랙홀에 흡수되거나 중력에 의해 가속되어 방출되는 현상 등을 통해 간접적으로 블랙홀의 존재를 확인할 수 있습니다.

 

 

오늘은 블랙홀의 형성 과정에 대해 알아보았습니다. 블랙홀의 형성은 별의 진화에서 중요한 단계 중 하나이며, 블랙홀의 질량, 회전 속도, 전하 등에 따라 다양한 유형의 블랙홀이 형성될 수 있습니다. 다음번에도 유익한 정보로 오겠습니다.