Star UY Scuti es aproximadamente 1700 veces más grande que el Sol y tiene una masa de 5 mil millones de veces el Sol. Además, el agujero negro más pequeño tiene una masa 3,8 veces la del Sol. Dado que UY Scuti es tan pesado en comparación con un agujero negro, ¿cómo es que la luz puede escapar de la estrella?

El volumen de UY Scuti es 5 mil millones de veces mayor que el del Sol: su diámetro es de aproximadamente 2.4 mil millones de km (1.5 mil millones de millas o 15.9 Unidades Astronómicas).

Su masa es de aproximadamente 32 masas solares.

La luz puede escapar de UY Scuti porque no es lo suficientemente densa como para formar un agujero negro; de hecho, no solo es mucho menos denso que el Sol, es mucho menos denso que tú, ¡y la luz ciertamente se escapa de tu superficie!

Las estrellas mucho más grandes que 100 masas solares se queman muy rápidamente. La estrella Wolf-Rayet R136a1 es la estrella más masiva conocida, con aproximadamente 265 masas solares; También es la estrella más luminosa conocida a 7,400,000 veces la luminosidad solar. Su temperatura superficial es superior a 50,000 Kelvin. Citando Wikipedia directamente: “Es un miembro de R136, un cúmulo de súper estrellas cerca del centro del complejo 30 Doradus (también conocido como la Nebulosa de la Tarántula), en la Gran Nube de Magallanes”. Se espera que perezca como una hipernova.

El tamaño extremo solo significa que la producción de energía del núcleo estelar es lo suficientemente grande como para empujar una atmósfera muy escasa a grandes distancias del núcleo. Contraintuitivamente, el aumento de la producción de energía aumenta el área de superficie y disminuye el flujo de energía por área de superficie, disminuyendo la temperatura de la superficie incluso a medida que crece la energía irradiada al espacio.

En la superficie atmosférica de UY Scuti (opaca, no sólida) la gravedad de la superficie sería 40 / 1700² la del sol o 28 * 40 / 1700² la de la Tierra, solo aproximadamente 1/2500 de la fuerza gravitacional a la que estamos acostumbrados. Sin embargo, dado que la gravedad disminuiría más lentamente a medida que se aleja, la velocidad de escape de la estrella sería comparable a la de la Tierra.

La respuesta simple es que UY Scuti no es un agujero negro. Una razón principal para la formación de agujeros negros es el colapso gravitacional:

El colapso gravitacional ocurre cuando la presión interna de un objeto es insuficiente para resistir la propia gravedad del objeto. Para las estrellas, esto generalmente ocurre porque una estrella tiene muy poco “combustible” para mantener su temperatura a través de la nucleosíntesis estelar, o porque una estrella que hubiera sido estable recibe materia adicional de una manera que no eleva su temperatura central. En cualquier caso, la temperatura de la estrella ya no es lo suficientemente alta como para evitar que se colapse por su propio peso. El colapso puede ser detenido por la presión de degeneración de los componentes de la estrella, condensando la materia en un estado exótico más denso. El resultado es uno de los diversos tipos de estrella compacta. El tipo de estrella compacta formada depende de la masa del remanente: la materia que queda después de que las capas externas se hayan volado, como por una explosión de supernova o por pulsaciones que conducen a una nebulosa planetaria. Tenga en cuenta que esta masa puede ser sustancialmente menor que la estrella original: los restos que superan los 5 M☉ son producidos por estrellas que tenían más de 20 M☉ antes del colapso.

Si la masa del remanente excede aproximadamente 3–4 M☉ (el límite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff), ya sea porque la estrella original era muy pesada o porque el remanente recolectó masa adicional a través de la acumulación de materia, incluso la presión de degeneración de los neutrones es insuficiente para detener el colapso. Ningún mecanismo conocido (excepto posiblemente la presión de degeneración de quark, ver estrella de quark) es lo suficientemente poderoso como para detener la implosión y el objeto inevitablemente colapsará para formar un agujero negro.

Una cantidad útil es el radio de Schwarzschild , el radio de una esfera tal que, si toda la masa de un objeto fuera comprimida dentro de esa esfera, la velocidad de escape de la superficie de la esfera sería igual a la velocidad de la luz. Un ejemplo de un objeto más pequeño que su radio de Schwarzschild es un agujero negro.

La fórmula se da como: r = 2GM / (c ^ 2) , donde,

G es la constante gravitacional,
m es la masa del objeto,
c es la velocidad de la luz en el vacío.

El radio de Schwarzschild de un objeto es proporcional a la masa. En consecuencia, el Sol tiene un radio de Schwarzschild de aproximadamente 3.0 km (1.9 millas), mientras que el de la Tierra tiene solo unos 9.0 mm, el tamaño de un maní. Entonces, mañana, si observa un agujero negro y predice / calcula que su diámetro será de aproximadamente 1 km, ¿significaría eso que el Sol sigue siendo una estrella cuando su masa y diámetro son mayores que este (nuevo) agujero negro? No. porque el agujero negro en cuestión ya habría superado su límite al inevitable colapso gravitacional.

Para concluir, UY Scuti sigue siendo poderoso y lo suficientemente joven como para no haber sufrido un colapso gravitacional a diferencia del agujero negro con 3.8 M ☉ como se menciona en la pregunta.

Su masa es de aproximadamente 40 masas solares. Su volumen es de 5 mil millones de volúmenes solares. Esto no es una alta densidad. Sin embargo, gran parte de la masa está cerca del núcleo, donde está toda la acción. Sin embargo, mientras la fusión pueda contrarrestar la gravedad, no colapsará en un agujero negro. También; de todos modos, es probable que solo un pequeño porcentaje de la estrella termine en un agujero negro, ya que el resto generalmente se pierde como viento estelar o en la supernova al final. Sin embargo, algunas estrellas colapsan directamente en un agujero negro sin una supernova.

La estrella trata de atraer la luz hacia su centro debido a la gravedad, pero la fisión nuclear en la estrella repele los rayos de luz hacia afuera. Como la fisión es más fuerte que la gravedad, la luz puede escapar de esta estrella. Una vez que el proceso de fisión nuclear se detenga y la gravedad domine y la estrella muera y seguramente se convertirá en un gran agujero negro masivo y luego la luz no escapará de él …

No creo que UY Scuti tenga una masa de mucho más de 150–200 masas solares equivalentes. La estrella más densa registrada aún tiene menos de 400 masas solares y es mucho más pequeña que UY Scuti. Cualquier objeto 40 mil millones de veces más masa que el sol, incluso ser tan grande como UY Scuti definitivamente evitaría que la luz se escape: la gran estrella es menos densa que nuestro sol, más pesada, pero está hinchada en comparación con nuestro sol porque tomaría millones de nuestro sol para llenar una estrella de ese tamaño.

Creo que la velocidad de escape de la luz depende más del radio de Schwarscild que la masa o el diámetro estrictos.

More Interesting

¿Qué piensan los físicos sobre la reciente representación de agujeros negros / agujeros de gusano en la película 'Interestelar'? ¿En qué se diferencia de otras representaciones (NASA, EHT, etc.)? ¿Es realmente un descubrimiento significativo en términos de comprensión de la astrofísica?

¿Cómo pueden notarse los efectos de los agujeros negros si en nuestro marco de referencia esos agujeros negros todavía no se formaron?

Si caigo libremente en un agujero negro, ¿morirían todas las personas que conozco en la tierra antes que yo?

¿A dónde va la información en un universo de enfriamiento después de que todos los agujeros negros se hayan evaporado?

¿Podría un barco volar debajo de un agujero negro? Y si no, ¿qué hay debajo de un agujero negro?

¿La salida de un cuásar se correlaciona con la masa de su agujero negro supermasivo?

¿Son los agujeros negros conductores? ¿Son superconductores?

¿Es que la luz no puede escapar de un agujero negro debido a la gravedad que causa una curva en el espacio o porque el tiempo se detiene dentro del horizonte de eventos?

Cuando un objeto cae en un agujero negro, ¿a dónde va?

¿Puede tener lugar una gran explosión dentro de un agujero negro?

¿Cuáles son algunos datos interesantes sobre los agujeros negros que la mayoría de la gente no sabe?

¿Cuál es la probabilidad de que la Tierra sea tragada por un agujero negro en los próximos 100 años?

¿Cuáles son los desafíos en la perforación de agujeros en plexiglás?

¿Qué sucede cuando una estrella cae dentro del horizonte de eventos de un agujero negro?

¿Cuánto más pequeño tendría que aplastar un átomo para convertirlo en un agujero negro?