Was ist der letzte Schritt, bevor ein Stern zu einem Schwarzen Loch kollabiert?
What is the last step before a star collapses into a black hole?
Stars that have a higher mass than about 2.2 solar masses (the mass of our Sun) will typically collapse into black holes at the end of their life cycle when fusion has stopped and no longer pushes out against the inward pull of gravity. For stars of this mass, their inward pull of gravity is too strong to be resisted by other forces, thus their fate is to become black holes. However, stars under this limit and above the Chandrasekhar limit of 1.4 solar masses will end their lifecycles as neutron stars. Neutron stars are also the remnants of dead stars but since they have a smaller mass, their gravity is not enough for them to cross into becoming black holes. As the dead star compresses and becomes more and more dense, regular matter is turned into neutrons and the last force to resist the pull of gravity is called degenerate neutron pressure, which is a quantum effect that dictates that no two neutrons may be in the same quantum state. This creates an outward pressure that resists the pull of gravity and settles the star into a neutron star. If more mass is added later, from a star companion or other sources, once the star's mass crosses the limit of around 2.2 solar masses even degenerate neutron pressure isn't enough to balance gravity and the star will collapse into a black hole.
Sterne mit einer Masse von mehr als 2,2 Sonnenmassen (der Masse unserer Sonne) kollabieren in der Regel am Ende ihres Lebenszyklus zu Schwarzen Löchern, wenn die Kernfusion aufgehört hat und sie sich nicht mehr gegen die Anziehungskraft stemmen können. Für Sterne mit dieser Masse ist die Anziehungskraft zu stark, um von anderen Kräften aufgehalten zu werden. Sterne unterhalb dieser Grenze und oberhalb der Chandrasekhar-Grenze von 1,4 Sonnenmassen beenden ihren Lebenszyklus jedoch als Neutronensterne. Neutronensterne sind auch die Überreste von toten Sternen, aber da sie eine geringere Masse haben, reicht ihre Schwerkraft nicht aus, um zu Schwarzen Löchern zu werden. Wenn der tote Stern komprimiert und immer dichter wird, wird reguläre Materie in Neutronen umgewandelt. Die letzte Kraft, die der Schwerkraft widersteht, ist der so genannte entartete Neutronendruck, ein Quanteneffekt, der besagt, dass sich keine zwei Neutronen im gleichen Quantenzustand befinden dürfen. Dadurch entsteht ein Druck nach außen, der sich der Schwerkraft widersetzt und den Stern zu einem Neutronenstern werden lässt. Wenn später mehr Masse hinzukommt, z. B. durch einen Sternbegleiter oder andere Quellen, reicht selbst der entartete Neutronendruck nicht mehr aus, um die Schwerkraft auszugleichen, und der Stern kollabiert zu einem Schwarzen Loch.
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