Kā miglājs galu galā var kļūt par melnu caurumu?

Gravitācija ir spēcīgs spēks: tas notur planētas, kas riņķo ap savu orbītu ap sauli, un tas pat bija atbildīgs par planētu, kā arī saules veidošanos no miglājiem. Ne tikai tas ir spēks, kas galu galā iznīcina tādas zvaigznes kā saule, kad tām beidzas ūdeņradis, lai sadedzinātu. Ja zvaigzne ir pietiekami liela - ko nosaka, kad tā veidojas - gravitācija to var pārvērst par melno caurumu.

Miglāji ir putekļu un gāzes mākoņi, kas caurstrāvo Visumu. Matērija noteiktā miglājā ir sadalīta nevienmērīgi, un temperatūra ir zema - tieši virs absolūtās nulles. Šādās temperatūrās gāzes molekulas savienojas kopā, veidojot pudeles, un puduris, kas aug blīvā miglāja reģionā - ko sauc par molekulāro mākoni - var sākt piesaistīt matēriju sev. Kad puduris aug, temperatūra tā kodolā palielinās, jo gravitācijas pievilcība palielina blīvumu un daļiņu kinētiskā enerģija, kas saduras savā starpā arvien biežāk un arvien vairāk enerģija.

Zvaigznes veidošanās no starpgalaktisko putekļu pudeles prasa apmēram 10 miljonus gadu. Palielinoties serdes temperatūrai, tas kļūst par protostaru un izstaro infrasarkano gaismu, bet, kad serde kļūst blīvāka un necaurspīdīga, šī enerģija tiek ieslodzīta, kas paātrina apkuri. Kad kodola temperatūra sasniedz 10 miljonus Kelvinu (18 miljoni grādu pēc Fārenheita), sākas ūdeņraža saplūšana, un šīs reakcijas ārējais spiediens līdzsvaro gravitācijas spiedes spēku. Zvaigzne nonāk galvenajā secībā, kas atkarībā no zvaigznes masas var ilgt no 100 miljoniem līdz vairāk nekā triljoniem gadu. Galvenās kārtas laikā zvaigzne uztur fiksētu rādiusu un temperatūru.

Ļoti lielas zvaigznes, kas ir tās, kuru masa ir 25 reizes vai vairāk no saules, var kļūt par melnajiem caurumiem. Milzīgās zvaigznes kodolā radītā milzīgā spiediena dēļ tā deg karstāk un ātrāk nekā mazāka zvaigzne. Šādas zvaigznes, atrodoties galvenajā secībā, sadedzina ar zilganu gaismu, un to virsmas temperatūra var būt 20 000 Kelvina (35 450 grādi pēc Fārenheita). Salīdzinājumam - saules virsmas temperatūra ir tikai aptuveni 6000 Kelvinu (10 340 grādi pēc Fārenheita). Tā kā tā deg tik karsti, masīvai zvaigznei var pietrūkt ūdeņraža tikai daļai laika, kas vajadzīgs saules izmēra zvaigznes izdegšanai.

Kad zilajam gigantam beidzas ūdeņradis, tā serde sāk sabrukt, kas rada pietiekamu spiedienu, lai sāktu hēlija saplūšanu. Citas kodolsintēzes reakcijas notiek, kodolam turpinot sabrukt, un noteiktā brīdī zvaigznei beidzas kausējamais materiāls. Kritiskā brīdī kodols ieplūst tā sauktajā supernovā, kas zvaigznes ārējo apvalku uzpūš kosmosā. Ja pēc supernovas atstātās vielas masa ir trīs vai vairāk reizes lielāka nekā saules masa, nekas nevar apturēt gravitācijas sabrukšanu punktā ar bezgalīgu masu. Šis punkts ir melnā caurums.