太陽が地球を「飲み込む」ブラックホールになる可能性はあるでしょうか？

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太陽は今後数十億年以内に地球を破壊する可能性があるが、それはブラックホールに変わることによってではない。

宇宙におけるブラックホールのシミュレーション。写真: ESA/ハッブル/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N.バートマン — 宇宙におけるブラックホールのシミュレーション。写真: *ESA/ハッブル/Digitized Sky Survey/Nick Risinger/N.バートマン*

約 50 億年後には、太陽は核燃料の燃焼段階の終わりを迎え、もはや自身の重力で自らを支えることができなくなります。恒星の外層は膨張し（地球を破壊する恐れもある）、一方で中心核は極めて高密度な状態に崩壊し、恒星の残骸だけが残る。恒星の中心部の重力崩壊が完了すると、恒星の残骸はブラックホールになります。ブラックホールとは、重力の影響が非常に大きく、光さえも脱出できない時空領域です。

しかし、太陽はブラックホールにはなりません。「単純な話だ。太陽はブラックホールになるほど質量が小さいわけではない」と、ブラックホールの専門家でサセックス大学（英国）の物理学教授、ザビエル・カルメ氏は言う。

星がブラックホールになるかどうかには、構成、回転、進化など多くの要因が影響しますが、主な要件は適切な質量です。「初期質量が太陽の20〜25倍の恒星は、ブラックホールを形成するのに必要な重力崩壊を起こす可能性がある」とカルメット氏は述べた。

J・ロバート・オッペンハイマーとその同僚は、トールマン・オッペンハイマー・フォルコフ限界と呼ばれるこの閾値を初めて計算しました。現在、科学者たちは、死にゆく星がブラックホールを形成するには、太陽の約2〜3倍の質量を持つ核を残さなければならないと考えています。

恒星の中心部の核燃料が尽きると、外層で水素からヘリウムへの核融合が継続します。そのため、中心核が崩壊するにつれて、外層が膨張し、恒星は赤色巨星段階に入ります。

太陽は、約 60 億年後 (つまり、中心核の水素を使い果たしてから 10 億年後) に赤色巨星となり、火星の軌道ほどの大きさまで膨張し、地球を含む内部惑星を飲み込む可能性があります。赤色巨星の外層は時間の経過とともに冷えて広がり、太陽のくすぶる中心核の周りに惑星状星雲を形成します。

ブラックホールを形成する巨大な星は、必ずこのような崩壊と膨張の段階を何回も経て、そのたびに質量を失っていきます。その理由は、高圧と高温により、星はより重い元素を合成できるからです。このプロセスは、星の中心核が鉄（星が生成できる最も重い元素）になるまで続き、星は超新星として爆発し、さらに質量を失います。

NASA によれば、典型的な恒星ブラックホール (天文学者によって観測された最も小さいタイプのブラックホール) の質量は太陽の 3 ～ 10 倍で、この数値は最大で 100 倍になることもあります。ブラックホールは周囲のガスや塵を飲み込むにつれて質量が増し、かつて連星系であった場合には伴星さえも飲み込むことになる。

太陽は決して鉄の合成段階には到達しないだろう。カルメ氏によれば、この恒星は白色矮星、つまり地球ほどの大きさの密度の高い恒星になるという。したがって、地球はブラックホールに飲み込まれるという恐怖を経験することはないだろう。

Thu Thao （ Live Scienceによると）

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