Büyük kütleli yıldızlar ışık saçarken öldükten sonra karadeliğe dönüştüklerinde nasıl kütle kaybetmelerine rağmen ışığı çekebiliyorlar?

Yıldızlar füzyon yöntemi ile merkezindeki hidrojen atomlarını kaynaştırarak büyük bir enerji ve iç basınç oluştururlar. Fakat bu basıncı dengeleyen devasa kütle çekim etkisi de söz konusudur. İç yakıt azalmaya başladığında denge bozulur ve kütle çekim etkisi galip gelmeye başlar. Merkezin üzerinde oluşan yüksek basınç elektronları çekirdeklere aşırı yaklaştırır ve yıldızlar büyük bir güçle patlar. Süpernova veya yıldızın büyüklüğüne göre hipernova olarak bilinen bu patlamalar neticesinde nebulalar (bu nebulalar sonradan Güneş sistemimize benzer sistemler oluşturabilir) oluşur. Kütlesinin büyük kısmını kaybeden yıldız merkezde çökmeye devam eder ve büyüklüğüne göre beyaz cüce veya nötron yıldızına dönüşebilir (elektronlar çekirdeğe öyle yaklaşır ki protonlar ile etkileşerek nötron oluşturur).

Yıldız kütlesi 20-40 Güneş kütlesi kadar ise karadelikleri oluşturabilir. Soruda sorduğunuz gibi kütlesinin en az 1/4'ünü madde ve ışıma olarak saçabilir. Fakat azalan sadece kütle değildir, inanılmaz derecede hacmini de kaybeder. Örnek olması açısından: Güneş'imiz bir karadeliğe dönüşmez ama dönüştüğünü düşünürsek 5-6 kilometre çapında bir nesne olur, Dünya karadelik olsaydı yaklaşık 2 cm. civarında olacak şekilde hacmini kaybederdi.

İşin sırrı hacmini bu denli kaybetmesinde yatıyor. Fizik derslerinde gördüğümüz formülüne uygun olarak yoğunluk müthiş artar.

Şimdi biraz kurtulma hızından bahsedelim. Bu neden önemli; birazdan aşağıda yazacağım formüle göre, bir cismin karadelikten kurtulma hızının neden aşırı yüksek olduğunu anlayacaksınız.

Kurtulma hızı: cismin sahip olduğu kinetik enerjinin kütleçekimsel potansiyel enerjiye eşit olduğu andaki durumdur.

^[1] Kaçış hızı, kütleçekim sabiti, kaçılan cismin kütlesi, kaçan cismin kütlesi, cismin merkezi ve kaçma noktası arasındaki mesafe

Eşitlikte gördüğünüz gibi değeri ne kadar küçük olursa değerinin o kadar büyük olması gerekiyor. Göreli kütlesi olan fotonların da değerinin aşırı düşük olmasından dolayı karadeliklerden kurtulabilmeleri için ışık hızından daha hızlı olmaları gerekiyor ki bu imkansız.