恒星能演变成黑洞吗？

多大的恒星能变成黑洞~

恒星是由一团等离子体组成的，它靠氢氦等元素的热核反应来提供向外的压力来支撑其庞大的身躯，当它的核原料消耗尽后它就失去足够的向外压力来支撑它的外壳，于是外壳就会坍塌变小。在此过程中，恒星内部的引力能就会被释放使恒星内部产生一定的向外压力，直至重新平衡。像太阳这样的恒星质量较小，其外壳就需要较小的理来支撑，所以坍塌程度较小，就会变成白矮星。当恒星的质量大于强德拉塞卡极限（1.4ms)而小于3ms就会变成密度更大的中子星。然而质量大于3ms的恒星的外壳的坍塌就很难被压制了，最后连中子都被压碎变成连光也不能逃脱的黑洞！

我们已经知道，对质量小于8M⊙的恒星，它会因不能到达下一级和点火温度而结束它的核燃烧阶段；对于质量更大的恒星，它将在核心区耗尽燃料之后结束它的核燃烧阶段，在这以后，恒星的最终归宿是什么?
小质量的恒星（如太阳），起先会膨胀，在这个阶段的恒星我们称之（红、蓝、白）巨星，然后会塌缩，变成白矮星或蓝矮星，辐射、丧失能量，成为红矮星，再成为黑矮星，最终消失。
大质量的恒星，≥7个太阳密度（8M⊙<M）的恒星则会变成（蓝、白、红）超巨星，它会选择以超新星爆发的形式结束生命，最终会成为中子星或黑洞（古代有记载， 由于超新星光量大，一颗超新星爆发，连续几个月都可以在晚上看书），中子星最终丧失能量，形成黑矮星。而黑洞会向外射粒子，或许会变成白洞，或许会完全蒸发。
一旦停止了核燃烧，恒星必定要发生引力收缩，这是因为恒星内部维持力学平衡的压力是与它的温度相联系的。因此，如果恒星在一?quot；最终"的平衡位形，它必须是一个"冷的"平衡位形，即它的压力与它的温度无关。
主序星核心H耗尽后，离开主序是阶段开始了它最后的历程。结局主要取决于质量。对于质量很小的星体由于质量小，物体内部的自引力并不重要，固体内部的平衡是正负离子间的净库仑引力于电子间的压力来达到平衡的。
当星体质量再大些，直到自引力不可忽略时，这时自引力加大了内部的密度和压力，压力的加大是物质发生压力电离，从而逐渐是固体的电约束瓦解，而过渡为等离子气体。加大质量，即加大密度，此时压力于温度无关，从而达到一种"冷的"平衡位形，等离子体内电子的动能一大足以在物质内部引起β衰变：
这里p是原子核中的质子，这样的反应大致在密度达到108 g. cm-3的时候，它将逐渐地是负离子体中的原子核变为富中子核，原子核中出现过多的中子，导致核结构松散，当密度超过4×1011g. cm-3是中子开始从原子核中分离出来，成为自由中子，自引力于中子间压力达到平衡。如果当质量变大使中子气体间压力已不能抵御物质自引力，而形成黑洞，但由于大多数恒星演化后阶段使得质量小于它的初始质量，例如恒星风，"氦闪光"，超新星爆发等，它们会是恒星丢失一个很大的百分比质量，因此，恒星的终局并不是可以凭它的初始质量来判断的，它实际上取决于演化的进程。那么我们可以得出这样的结论。8→10M⊙以下的恒星最终间抛掉它的一部分或大部分质量而变成一个白矮星。8M⊙以上的恒星最终将通过星核的引力塌缩而变成中子星或黑洞，也就是说，塌缩的内核质量在太阳1.44倍——到5倍的恒星，最终成为中子星，塌缩的内核质量在太阳5倍以上的恒星，最终成为黑洞。

要大于太阳10倍的恒星才能变成黑洞.
太阳只能变成中子星.
比太阳小的恒星变成白矮星.
无论证明变都要经过红巨星这一阶段.

.恒星演变的动力

恒星的形成以及运动都需要由外力来推动，这个外力就是暗能量。暗能量总是以一种旋涡运动的型式出现，所以，在它的周围会产生一种旋涡场。当旋涡场中的宇宙尘埃很多时，旋涡场因旋转负荷太重而收缩，导致宇宙尘埃向旋涡中心靠近并沉积在该中心处。在经历很长时间之后，沉积物积聚到一定的程度而形成恒星。如果没有旋涡场和暗能量，那么，宇宙尘埃就如一盘散沙，它们就根本无法聚集在一起，就不会产生恒星。同样道理，恒星的自转和绕星系中心的运动也需要由暗能量来推动。

既然恒星的形成以及运动是由暗能量来推动的，那么，当暗能量出现衰退时，恒星的内部结构就会发生变化。自宇宙形成以来，暗能量每10亿年以5.3%的比例持续地衰减。到目前为止，宇宙中的暗能量已经减少了约50%。暗能量的衰退，必然会导致恒星的衰老。所以，恒星演变的动力是暗能量以及它的衰退。

2.恒星的结构

恒星的结构与太阳的结构相似。组成太阳的物质大多是些普通的气体，其中氢约占71％, 氦约占27％, 其它元素占2％。太阳从中心向外可分为核反应区、辐射区和对流区、太阳大气。

太阳的核心区域虽然很小，半径只是太阳半径的1/4，但却是太阳那巨大能量的真正源头。太阳核心的温度极高，达1500万℃，压力也极大，使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生。核聚变的结果，是把每四个氢原子核结合成一个氦原子核，并释放出大量的原子能，形成辐射压。这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递，才得以传送到达太阳光球的底部，并通过光球向外辐射出去。

太阳的大气层，像地球的大气层一样，可按不同的高度和不同的性质分成各个圈层，即光球、色球和日冕三层。我们平常看到的太阳表面，是太阳大气的最底层，温度约是6000摄氏度。它是不透明的，因此我们不能直接看见太阳内部的结构。太阳光球就是我们平常所看到的太阳园面，通常所说的太阳半径也是指光球的半径。光球的表面是气态的，其平均密度只有水的几亿分之一，但由于它的厚度达500千米，所以光球是不透明的。紧贴光球以上的一层大气称为色球层。色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同，但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。日常生活中，离热源越远处温度越低，而太阳大气的情况却截然相反。光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竟高达几万度，再往上，到了日冕区温度陡然升至上百万度。人们对这种反常增温现象感到疑惑不解，至今也没有找到确切的原因。在色球上人们还能够看到许多腾起的火焰，这就是天文上所谓的“日珥”。日珥的形状千姿百态，有的如浮云烟雾，有的似飞瀑喷泉，有的好似一弯拱桥，也有的酷似团团草丛。

3.红巨星的形成

(1).红巨星的特点

当一颗恒星度过它漫长的青壮年期——主序星阶段，步入老年期时，它将首先变为一颗红巨星。称它为“巨星”，是突出它的体积巨大。在巨星阶段，恒星的体积将膨胀到十亿倍之多。称它为“红”巨星，是因为在这恒星迅速膨胀的同时，它的外表面离中心越来越远，所以温度将随之而降低，发出的光也就越来越偏红。不过，虽然温度降低了一些，可红巨星的体积是如此之大，它的光度也变得很大，极为明亮。肉眼看到的最亮的星中，许多都是红巨星。

(2).引力变化情况

恒星步入老年期的时间大约需要100亿年。设100亿年前恒星周围的暗能量为E0，恒星表面的引力为F0；100亿年后的今天，恒星周围的暗能量为E1，恒星表面的引力为F1。暗能量每10亿年以5.3%的比例持续地衰退，恒星表面的引力则每10亿年以9%左右的比例持续地减少(详情请参看“暗能量的衰退”)。所以，E1=(1-5.3%)10×E0=0.58E0，F1=(1-9%)10×F0=0.39F0。也就是说，自恒星形成开始到红巨星为止，恒星周围的暗能量减少了42%，恒星表面的引力减少了61%。

(3).旋涡场的变化

恒星旋涡场的范围包括恒星周围的所有行星，也就是整个恒星系。恒星的半径用R1来表示，旋涡场的半径用R2来表示，旋涡场的暗能量用En来表示。恒星表面的引力减少了61%之后，恒星中部的辐射压力就比恒星表层的重力大了很多。在这种情况下，恒星表层的物质必然向外膨胀，并膨胀到旋涡场的中部及边缘。暗能量En减少了50%之后，该旋涡场的半径也收缩了50%。根据太阳系的运动状态，恒星附近的暗能量的速度要比行星附近的速度小很多。所以，当恒星表层物质向外膨胀之后，它的运动速度就会增大很多，从而导致物质绕旋涡中心运动的总动能Ep增大很多。结果，En比Ep小了很多。在这种情况下，旋涡场必然会大幅度收缩。膨胀到旋涡场中部的物质就会随着旋涡场的收缩而向恒星表层靠近。但旋涡场收缩到恒星半径R1范围附近时，物质绕旋涡中心运动的总动能就会减小很多。结果，En又比Ep大了很多。在这种情况下，旋涡场将会膨胀。结果，旋涡场的膨胀和收缩不断地循环下去，呈现出一种周期性的变化。

(4).恒星的膨胀

恒星周围有很多较大的旋涡场，这些旋涡场内都没有任何物质。我们把恒星旋涡场称为W0，与W0相连接的旋涡场称为W1，与W1相连接的旋涡场称为W2，与W2相连接的旋涡场称为W3，如此类推下去，直至Wn旋涡场为止。当W0旋涡场收缩时，膨胀到W0旋涡场边缘的一部分物质就会在它的收缩过程中脱离它，并进入到W1旋涡场的边缘。W0和W1旋涡场总是保持接触。膨胀到W1旋涡场边缘的物质就跟随W1旋涡场旋转。由于涌入W1旋涡场的物质的质量不够大，它的运动动能要比W1旋涡场的暗能量小很多，所以，它只能飘荡在W1旋涡场的边缘，无法靠近旋涡场中部。当这些物质旋转到W2旋涡场的边缘时，就会有一部分物质流入到W2旋涡场的边缘，并跟随它一起旋转。很显然，这些物质也只能飘荡在W2旋涡场的边缘而不能靠近它的中部。恒星表层的物质不断地膨胀到W0旋涡场的边缘，W0旋涡场边缘的物质不断地涌入W1旋涡场的边缘，W1旋涡场边缘的物质不断地涌入W2旋涡场的边缘，W2旋涡场边缘的物质又不断地涌入W3旋涡场的边缘，如此一环接一环，不断地连接下去，直至这些物质流入到Wn旋涡场的边缘为止。结果，这些物质就象天上的云雾一样，不断地在宇宙中扩散，一直扩散到恒星直径的10亿倍之外。这就是红巨星体积巨大的真实原因。很显然，离开了W0旋涡场的物质已经不属于恒星所有。红巨星的真实半径只等于W0旋涡场的半径。

4.白矮星的形成

(1).白矮星的特点

白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但质量大、密度极高。比如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！也就是说，它的密度在1000万吨/立方米左右。根据白矮星的半径和质量，可以算出它的表面重力等于地球表面的1000万－10亿倍。在这样高的压力下，任何物体都已不复存在，连原子都被压碎了：电子脱离了原子轨道变为自由电子。白矮星诞生于红巨星的晚期。在这个阶段，红巨星的外部会发生不稳定的脉动振荡：恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。

(2).核反应的变化

我们把恒星分成三个区域。一是核心区域，称之为A区，其半径R0约为恒星半径的1/4。二是辐射区和对流区，称之为B区，其外部半径R1约等于恒星的半径。三是大气层。在恒星的青壮年期，核反应过程主要是由氢聚变成氦，核反应区就在A区进行。到了红巨星的早期，氢损耗过半，A区主要由氦组成。当红巨星的外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力的作用必定强烈地向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过一亿度，于是氦开始聚变成碳。同时在B区的底层也发生核聚变，由氢聚变成氦。经过几百万年，氦核燃烧殆尽，现在恒星的结构组成已经不那么简单了：B区仍然是以氢为主的混和物；而在它下面有一个氦层，氦层内部还埋有一个碳球。核反应过程变得更加复杂，中心附近的温度继续上升，最终使碳转变为其他元素。

(3).白矮星的诞生

由于旋涡场和引力场周期性地膨胀和收缩，导致了恒星半径时而变大，时而又缩小，稳定的主星序恒星变为极不稳定的巨大火球，火球内部的核反应也越来越趋于不稳定，忽而强烈，忽而微弱。此时的恒星内部核心实际上密度已经增大到每立方厘米十吨左右，我们可以说，此时，在红巨星内部，已经诞生了一颗白矮星。

白矮星的密度为什么这样大呢？我们知道，原子是由原子核和电子组成的，原子的质量绝大部分集中在原子核上，而原子核的体积很小。比如氢原子的半径为一亿分之一厘米，而氢原子核的半径只有十万亿分之一厘米。假如核的大小象一颗玻璃球，则电子轨道将在两公里以外。而在巨大的压力之下，电子将脱离原子核，成自由电子。这种自由电子气体将尽可能地占据原子核之间的空隙，从而使单位空间内包含的物质也将大大增多，密度大大提高了。形象地说，这时原子核是“沉浸于”电子中。一般把物质的这种状态叫做“简并态”。简并电子气体压力与白矮星强大的重力平衡，维持着白矮星的稳定。

按照目前的理论，黑洞是由超大质量的天体发展而成的。
一般恒星在核聚变完成之后，都会极具坍缩，向内压缩成一个密度更高的天体，这种天体通常被称为白矮星，最终完成恒星的一生。但是当白矮星的质量过大，由于引力的作用，该坍缩过程就会继续，形成中子星。即脉冲星。更极端的情况是，当中子星的质量大到一定的程度时，还会继续坍缩，成为黑洞。

呵呵，这里没有具体提到数字，这些我记得不清楚了，只记得大概的原理了。

好像黑洞就是恒星变成的吧

可以，但要看本身的质量，3.2倍以上太阳质量的恒星，爆炸后会形成黑洞。

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祁东县13824163992： 恒星能演变成黑洞吗? - ？
邹轰安立： 要大于太阳10倍的恒星才能变成黑洞. 太阳只能变成中子星. 比太阳小的恒星变成白矮星. 无论证明变都要经过红巨星这一阶段..恒星演变的动力恒星的形成以及运动都需要由外力来推动,这个外力就是暗能量.暗能量总是以一种旋涡运动的型式...

祁东县13824163992： 恒星衰亡有可能变黑洞,,行星衰亡变成什么? - ？
邹轰安立： 不会,恒星坍缩成黑洞的必要条件就是:恒星的质量必须大于等于1.44倍太阳质量.这一质量被称为钱德拉塞卡极限.凡是质量在此极限以下的恒星,衰老后的最终归宿都是白矮星或脉冲星(高速自转的白矮星).

祁东县13824163992： 黑洞都由恒星演化而来吗? - ？
邹轰安立： 是的,所有的黑洞都是由恒星演化来的.并且还可以说,宇宙中所有的其它星体,如白矮星、黑矮星、中子星、行星、矮行星、小行星、彗星等,宇宙中的一切星体,包括宇宙中所有的生命,包括我们人类,都是由恒星演化来的.所以恒星推动着宇宙的运转,是宇宙一切物质演化的根基.

祁东县13824163992： 所有的恒星最后都会变成黑洞吗? - ？
邹轰安立： 不,变成黑洞的至少要超出太阳质量的10倍以上,才有可能形成黑洞.黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见.依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗...

祁东县13824163992： 是不是所有的恒星到最后都会变成黑洞? - ？
邹轰安立： 不会,要质量足够大才行 白矮星和中子星可以发光但很暗

祁东县13824163992： 恒星会变成黑洞吗?？
邹轰安立： 会 先变成白矮星 再变成黑洞

祁东县13824163992： 太阳最后有没有可能变成黑洞? - ？
邹轰安立： 我觉得不可能,because跟白矮星和中子星一样,黑洞很可能也是由恒星演化而来的. 当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢),由中心产生的能量已经不多了.这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量.所...

祁东县13824163992： 恒星残骸质量至少几个太阳的质量才能演变为黑洞 - ？
邹轰安立：[答案] 一般认为,当一颗大质量恒星的质量达到太阳质量的7倍以上时,它必然为一颗红巨星.然后会发生超新星爆发.当恒星核剩余质量为1.4-3倍太阳质量时,它会演变为一颗中子星.当恒星核剩余质量达到或超过3倍太阳质量时,它就会无可避免地演变为一...

祁东县13824163992： 恒星会不会在死亡之前就变成黑洞? - ？
邹轰安立： 不会.其实你说的模型还是有一定物理意义的(不过现实中这种情形就不太可能了),只不过你并不了解恒星“死亡”的原因,如果一颗恒星不停吸积物质那么当它质量打到一定程度时整个恒星就变得不稳定,这种不稳定正是和传统恒星死亡之前的情形相一致,在接下来的一段时间这种不稳定最终将导致大质量恒星以超新星爆发的形式结束其生命最终留下黑洞,也就是说必须经历了“死亡”(超新星爆发)之后才会留下黑洞.希望对你有所帮助.

祁东县13824163992： 大质量恒星死亡后,会变成黑洞吗,过程是怎样的 - ？
邹轰安立： 由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定.由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素.如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌.这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞.