블랙홀은 매우 강력한 중력을 가지고 있는 천체로, 대량의 물질이 중심으로 끌어들여져서 형성됩니다. 블랙홀의 생성 과정은 별의 진화 과정과 관련이 있습니다. 아래는 블랙홀이 생성되는 일반적인 과정을 순서대로 설명해드리겠습니다:
1. 별의 탄생
블랙홀의 대다수는 매우 큰 별이 폭발하는 과정에서 형성됩니다. 이러한 별을 '초대질량 별'이라고 하며, 탄생 초기에는 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소들이 핵융합에 의해 에너지를 방출하면서 별 내부의 압력을 지탱합니다.
2. 핵융합과 광합성
별 내부에서는 고온과 고압 상태에서 수소 원자핵이 핵융합되어 헬륨으로 변화하는 과정이 일어납니다. 이 과정에서 엄청난 양의 에너지가 생성되며, 이 에너지는 별의 표면으로 방출되면서 빛을 내는 과정인 광합성이 일어납니다.
3. 별의 진화
초대질량 별은 핵융합에 의한 에너지 생산을 계속하면서 별의 중심에 있는 수소가 고갈되어 헬륨으로 변화합니다. 이에 따라 별 내부에서의 핵반응이 멈추게 되며, 중력이 이길 경우 별은 중심으로 무너지게 됩니다.
4. 중력 붕괴
별 내부의 핵반응이 멈춘 후, 중력이 별의 무게를 이기면 별은 중심으로 무너지게 됩니다. 이때 중심 부근에서는 압력이 매우 강력하게 증가하면서 수소 핵이 연속적으로 핵융합되기 시작합니다. 이 과정에서 초대질량 별의 외부 부분은 폭발하면서 슈퍼노바라는 강력한 폭발을 일으킵니다.
5. 블랙홀 형성
슈퍼노바로 인해 남은 중심 부분은 매우 밀집된 상태가 되며, 중력이 더 이상 억제되지 않습니다. 이렇게 중심이 무한히 작아지고, 밀도가 무한대로 증가하여 블랙홀이 형성됩니다. 블랙홀의 중심을 표현하는 것을 이론적으로 '특이점'이라고 합니다.
이러한 과정을 통해 블랙홀이 생성됩니다. 블랙홀은 중력이 매우 강력하여 빛마저도 피해갈 수 없는 정도로 굴절되어 흡수되는 특성을 가지고 있어서 직접적으로 관측하기 어렵습니다.