¿Cómo se vería una estrella si apenas estuviera por debajo del requisito de gravedad para convertirse en un agujero negro?

Si está al borde de ser un agujero negro, se parecerá mucho a un agujero negro. Por ejemplo, el desplazamiento al rojo gravitacional causado por la dilatación del tiempo en un campo gravitacional fuerte hará que cualquier luz que se escape de la superficie de la estrella se desplace más y más al rojo cuando la estrella se acerque al radio del agujero negro para la masa de esa estrella. Por lo tanto, la luz visible se desplazaría en rojo a microondas o incluso a longitudes de onda de ondas de radio y, finalmente, en el límite del agujero negro, serían ondas de radio infinitamente largas; en otras palabras, habría un desplazamiento al rojo gravitacional infinito. Por lo tanto, es un proceso gradual y no será obvio para el observador externo exactamente cuando la estrella se convirtió en un agujero negro.

Sin embargo, esta es solo una respuesta hipotética. Como señaló Thomas Dalton en un comentario, en nuestro universo la estrella de mayor densidad que está más cerca de un agujero negro es una estrella de neutrones. Las estrellas de neutrones tienen un radio de aproximadamente 10 km, pero lo más pesado que puede ser una estrella de neutrones antes de que colapse espontáneamente en un agujero negro es de aproximadamente 2.5 a 3 masas solares. Un agujero negro de 3 masas solares tendrá un radio de Schwarzchild de aproximadamente 4,4 km (ver constante gravitacional * (3 * masa solar) / c ^ 2). Las estrellas de neutrones por encima de 3 masas solares no se detendrán en la etapa de la estrella de neutrones, sino que se colapsarán directamente en un agujero negro.

Como ya se mencionó, las estrellas que están justo debajo del límite para un agujero negro son estrellas de neutrones, que consisten en materia donde los protones y los electrones se han aplastado por la gravedad. Curiosamente, la gravedad en la superficie será insuficiente para formar el neutronio, requiere gravedad y presión de la masa en la parte superior. Por lo tanto, el pie superior de la superficie sería materia normal. Entonces tenemos una gradación desde el núcleo que está a punto de colapsar a un agujero negro en la superficie que se parecería mucho a la materia normal. Por supuesto, las fuerzas de marea serían algo fabuloso. Si intentas pararte en la superficie, tus pies se comprimirán a neutronio mientras tu cabeza permanezca normal (hipotéticamente: como hombre muerto no harás tal cosa)

Se vería como una estrella de neutrones, y la presión de degeneración de neutrones evitaría el colapso hasta que sea casi un agujero negro. Ver Materia degenerada para una explicación.

Las estrellas solo se convierten en agujeros negros una vez que se quedan sin hidrógeno y mueren. Mientras sigan fusionando hidrógeno en helio (y, por un corto tiempo cerca del final, helio en elementos más pesados), el calor de la fusión es suficiente para resistir el colapso gravitacional.

Las estrellas que no son lo suficientemente masivas como para convertirse en agujeros negros cuando mueren se convierten en estrellas de neutrones. Las estrellas de neutrones son extremadamente calientes, por lo que emiten rayos X. También giran muy rápido, por lo que a menudo emiten pulsos de radio (en cuyo caso, se llaman púlsares). La relatividad dobla la luz que proviene de ellos, para que pueda ver más de la mitad de la superficie.

Si agrega suficiente masa a una estrella de neutrones, colapsaría en un agujero negro. No estoy muy seguro de cómo se vería eso, pero supongo que de repente se oscurecería a menos que haya un disco de acumulación de materia que cae en el agujero negro y se calienta mucho al hacerlo (emitiendo rayos X).