¿Qué tan grande necesitaría ser una estrella para formar una cuasi-estrella (una estrella tan masiva que cuando la estrella colapsa sobre sí misma el agujero negro no la envuelve)?

Aquí hay una infografía sobre la densidad de estrellas en el extremo superior del espectro:

Entonces, mirando la densidad:

Estrella de neutrones (20 km de diámetro): 1 billón de kg cm ^ -3

Estrella Quark (10 km de diámetro): 100 billones de kg cm ^ -3

Estrella de protones (10 ^ -4 km de diámetro): 1 septillion kg cm ^ -3 (¡alrededor de 1/5 de una masa de la Tierra, en la región de un objeto del tamaño de una toronja! ¡Incomprensiblemente masivo!)

Agujero negro (diámetro 0): densidad ∞ (¡Realmente difícil imaginar algo con el infinito como concepto!)

Mi punto principal es que toda la materia tiene una densidad crítica en la que si se acumula demasiada materia en un volumen, la estrella no puede superar la presión de degeneración de neutrones y las partículas subatómicas se unen esencialmente y se forma un agujero negro.

Tenga en cuenta que las estrellas de quarks y protones son hipotéticas , aunque la posible existencia real de ellas puede teorizarse matemáticamente.

Así que no existe una cuasi estrella que sea más densa que un agujero negro. Puede considerarse que cualquier estrella más allá de una estrella de neutrones se forma en materia exótica , como los quarks libres que en realidad no están unidos a una red de electrones. Pero incluso esto tendría una densidad crítica y una mayor presión seguramente haría que la materia colapsase en un agujero negro.

Espero que esto ayude.

Una cuasi-estrella: Wikipedia es un objeto hipotético que puede haberse formado en el universo primitivo. Hubiera ocurrido por el colapso del núcleo de una protostar de al menos 1000 masas solares. Las capas externas de la protostar habrían sido lo suficientemente masivas como para no ser expulsadas por la liberación de energía, formando una “estrella” donde la radiación de la materia que cae en el agujero negro central contrarrestaría la fuerza de la gravedad, creando un equilibrio. Tal estrella habría tenido una vida útil máxima de aproximadamente 7 millones de años.

Así que ahí está tu respuesta: al menos 1000 masas solares.

Por supuesto, las cuasi estrellas son objetos hipotéticos y, que yo sepa, todavía tenemos que observar cualquier objeto que califique como candidato para cuasi estrellas.

Lanzaré mi respuesta solo porque muy pocas personas que responden saben lo que es una cuasi-estrella. Algunos antecedentes primero.
Si una masa extremadamente grande de gas y polvo se derrumba como una estrella, normalmente suceden algunas cosas. Si la masa creara una estrella cientos de miles de veces la masa del sol, caería tan rápido y fuerte que nada atraparía la caída y tendría un gran agujero negro de inmediato. Si creara una estrella de menos de diez mil masas solares, el gas de entrada sería atrapado por el calor y la radiación de la fusión nuclear y una estrella Wolf-Rayet relativamente normal se formaría y herviría la masa extra en unos pocos cientos o miles. años hasta que se redujo a unos cientos de masas solares. Se cree que, en algún punto intermedio, si las condiciones son correctas, el agujero negro se formaría al mismo tiempo que la acumulación de presión atrapa la caída del gas entrante. Los agujeros negros generan una gran cantidad de energía al consumir materia. Esta energía calentaría el interior del objeto encontrando un equilibrio entre la gravedad y el calor similar a una estrella. Nace una cuasi-estrella.
En cuanto a la pregunta original, depende en gran medida de la tasa de acumulación de gas y los cambios de esa tasa con el tiempo, pero parece que el área de masa solar de 10 a 50 mil es el lugar más probable para crear uno. Realmente no sabemos lo suficiente como para saber si estas cosas son realmente posibles.

Así no es cómo funciona. Cualquier agujero negro tendrá una materia que no cae directamente pero que sigue orbitando el agujero negro, formando un disco de acceso alrededor del agujero negro. La materia en el disco de acreción puede calentarse mucho debido a que sus partículas colisionan, y un cuásar es solo un ejemplo extremo de eso con mucha materia, y prácticamente solo tiene esos casos más extremos con los agujeros negros extremadamente masivos en el centro de galaxias

Tan grande que lo llamaríamos un “cúmulo estelar” o “galaxia”. Hay estrellas en órbita a unos pocos cientos de UA del agujero negro supermasivo.

Y la materia que el agujero negro logra consumir, solo puede tener un cierto rango de momentos y posición inicial, para terminar en el agujero negro. Por lo tanto, es poco probable que el 100% de una estrella grande termine en el agujero negro en el que eventualmente se convertirá.

Simplemente no habrá una fotosfera orbitando un agujero negro. Será realmente obvio que aún no es una estrella.

La estrella de neutrones y el agujero negro son las etapas finales de una estrella gastada.

Uno solo puede obtener cualquiera de ellos si no hay nada que quemar.

Una estrella comienza como una estrella bebé de hidrógeno … 🙂 A medida que se quema, crea Helio.

Después de que todo el hidrógeno se quema, la estrella comienza a enfriarse. A medida que se enfría, se contrae. Como saben, la gravitación se hace más fuerte cuanto más se acercan las cosas. La estrella se reducirá del tamaño del Sol, a un tamaño más cercano a la Tierra.

A medida que se reduce, la presión gravitacional aumenta. De repente, desencadena la quema del siguiente ciclo (quemar helio para producir carbono y oxígeno) …

Cuando termine de quemar Helio … la estrella tendrá aproximadamente el tamaño de la Tierra y tendrá la masa del Sol o más. En ese punto, la estrella será una enana blanca y será la mayor parte de carbono y oxígeno.

De nuevo, cuando termine con Helium, comenzará a contraerse. Si la masa es mayor que el límite de Chandrasekhar, colapsará.

El límite de Chandrasekhar se define por la competencia entre la presión gravitacional y la repulsión electrónica fermiónica. Puedes pensar en la estrella como una esfera donde los electrones están libres (ionización 100) y viajan alrededor de los núcleos de carbono y oxígeno. Se puede pensar como un contenedor circular para esos electrones. A medida que se contrae debido a la presión gravitacional, los electrones están confinados en volúmenes cada vez más pequeños. Si la Presión de Gravitación es demasiado alta, los electrones simplemente dejan de ser Fermiones (obedecen el Principio de Pauli y son solo dos electrones – girar hacia arriba y hacia abajo – por estado cuántico) para convertirse en Bosones. Se emparejan para formar pares de Cooper como en un superconductor.

En ese punto, la electrosfera ya no retiene la estructura y la estrella se derrumba, lo que desencadena la detonatoína de carbono y oxígeno. Ese es el evento Supernova.

El resto ([matemáticas] ^ {57} Fe [/ matemáticas]) es lo que se convertirá en un Agujero Negro o Estrella de Neutrones.

Entonces, antes de convertirse en Agujeros Negros, la Estrella ha cambiado mucho y no se parece a una estrella grande de ninguna manera. El precursor siempre es un enano extremadamente compacto.

Por lo tanto, su comprensión de la etapa precursora necesita revisión. Un agujero negro es un colapso que ocurre cuando se quema la estrella … no queda nada para quemar. Esa etapa es pequeña, extremadamente densa. A medida que se enfría, se vuelve más denso.

No hay tal cosa como un agujero negro que lo envuelva. El núcleo sobrante de la Supernova es lo que se convertiría en un Agujero Negro … No es una entidad distinta.

Gracias por el A2A.

Si una estrella se derrumba en un agujero negro, toda la estrella y cualquier material circundante, incluidas las estrellas y los planetas cercanos, serán arrastrados hacia el agujero negro. El proceso no es instantáneo excepto por material muy cerca del agujero negro. El material a distancia tomará tiempo para viajar hasta el horizonte de eventos del agujero negro.

Si por “cuasi-estrella” te refieres a un cuásar (objeto cuasi-estelar), resulta que esas son galaxias jóvenes activas tan lejanas que parecen puntos de luz. Entonces, no sería una estrella en absoluto … sería una gran cantidad de estrellas.

Creo que el término “cuasi-estrella” se refiere a lo que los astrofísicos creen que ocurre al principio de la historia del universo, poco después del Big Bang. Piensan que el universo era tan denso que la gravedad lo unió en estrellas gigantes que realmente no lo eran, a las que llamaron cuasi estrellas porque brillaban como estrellas. Pronto colapsaron en agujeros negros, por lo que no estuvieron por mucho tiempo.

Esto es imposible.

La densidad de materia del agujero negro es demasiado alta para eso. El volumen del horizonte de eventos del agujero negro siempre será mayor que el volumen de la materia dentro de un agujero negro.

Agregar más materia al agujero negro no ayudará porque la materia adicional hará que el horizonte de eventos “crezca” aún más.

No hay tal cosa. Si lo piensas bien, es obvio que nunca podría haberlo. Oh, podrías obtener un BH inicial que dejara un montón de materia fuera de su horizonte de eventos, pero todo ese asunto caería rápidamente.