失敗した超新星とブラックホール形成：中心核の鉄の運命

超新星が失敗してブラックホールが形成される場合、星の中心核の運命は非常に重要です。失敗した超新星とは、中心核崩壊後に十分な爆発エネルギーが生成されず、外層が吹き飛ばされないケースを指します。

超新星不発のメカニズム

星の中心核が鉄で構成されている場合、核融合でエネルギーを生成できずに崩壊が進みます。通常の超新星では、崩壊の反動で外層が吹き飛びますが、エネルギー不足だと外層はそのまま重力に引き戻されます。

中心核鉄の吸収

不発超新星では、中心核を含む内側の質量は最終的にブラックホールに落ち込みます。したがって、鉄でできた中心核も吸い込まれることになります。周囲の重元素やガスも同様に取り込まれるため、ブラックホールは中心核と周囲物質をまとめて形成されます。

観測上の証拠とシミュレーション

失敗した超新星の観測例として、光度が低く、外層の物質放出がほとんどない事例があります。数値シミュレーションでも、中心核と鉄層がブラックホールに吸収される過程が再現されており、理論的にも一致しています。

まとめ

結論として、超新星が不発しブラックホールが形成される場合、中心核の鉄は逃れられずブラックホールに吸収されます。これは、爆発エネルギー不足により外層が放出されず、中心核ごと重力で崩壊するためです。