Исследователи предполагают, что крошечные первобытные черные дыры, родившиеся вскоре после Большого взрыва, могут скрываться в ядрах некоторых звезд и влиять на их время жизни. По имеющимся данным, их можно обнаружить, проанализировав их колебания на поверхности звезды-хозяина. Более того, в больших количествах они могут даже объяснить часть темной материи, говорится в исследовании.
Черные дыры обычно образуются в результате взрывов массивных звезд (когда ядро коллапсирует само на себя) или слияния нейтронных звезд. Объект становится настолько плотным, что даже свет не может избежать гравитационного притяжения.
Однако Стивен Хокинг в 1971 году предположил, что черные дыры не обязательно возникают в результате звездного коллапса. Определенные области высокой плотности “супа” из частиц, существовавшего во Вселенной вскоре после Большого взрыва, могли породить черные дыры, размеры которых варьировались от микроскопических до экстремальных. Таким образом, эти так называемые “первозданные” черные дыры (ПЧД) возникли бы в результате неоднородности начального состояния Вселенной.
В частности, было высказано предположение, что если бы эти ПЧД образовывались в достаточно большом количестве, то они могли бы составлять часть или всю темную материю во Вселенной. В то время как в галактике Млечный Путь насчитывается около 100 миллионов обычных черных дыр, ПЧД, как полагают, гораздо более многочисленны, хотя и расположены на большем расстоянии друг от друга, чем звезды. Это означает, что они могут присутствовать в протозвездных газовых облаках (молекулярных облаках, в которых рождаются звезды) и, таким образом, быть захваченными звездами в момент их формирования.
В новом исследовании, опубликованном в журнале The Astrophysical Journal, ученые предполагают, что эти ПЧД могут проникать в ядра звезд. Это подразумевает, что последние будут питаться от центральной черной дыры, а не от ядерного синтеза (как в случае с обычной звездой). Таким образом, эти объекты потенциально могут питать такие звезды, как Солнце, и влиять на продолжительность их жизни. Цель исследования — определить, как может происходить этот процесс.
Кроме того, этот тип звезд потенциально может дать новый способ обнаружения ПЧД. Существующие методы заключаются, например, в обнаружении гравитационных эффектов микролинзирования, которые они могут вызывать. Эти эффекты возникают, когда черная дыра проходит перед ярким объектом (например, галактикой или звездным скоплением), искривляя свет, исходящий от объекта на заднем плане, и тем самым обнаруживая его присутствие. Однако до сих пор ни одна техника не смогла их обнаружить.
Звезда, питающаяся энергией черной дыры
Согласно расчетам авторов нового исследования, наличие микроскопической черной дыры в сердце звезды не окажет серьезного влияния на звезду в начале ее жизни. Это объясняется тем, что, несмотря на чрезвычайно высокую плотность в ядре, ядро звезды по большей части пустое и содержит очень мало атомов. В результате микроскопической черной дыре будет сложно найти материю для “поглощения”. Это означает крайне медленный рост. Чтобы поглотить звезду-хозяина, “потребовалось бы больше времени, чем время жизни Вселенной“, — объясняет ведущий автор исследования Эрл П. Беллингер, научный сотрудник Института астрофизики Макса Планка (Германия), Йельского университета (США) и Орхусского университета (Германия).
С другой стороны, чуть более массивные ПЧД, например, размером с астероид Церера или Плутон, росли бы быстрее — всего за несколько сотен миллионов лет. Со временем вещество звезды-хозяина закручивалось вокруг черной дыры (“спагеттизация”), постепенно формируя аккреционный диск, испускающий интенсивное излучение. Когда черная дыра достигнет массы, примерно равной массе Земли, она будет производить большое количество излучения, которое нарушит ядро звезды. В этот момент звезда превратится в так называемую “звезду Хокинга”, питающуюся энергией черной дыры в ее центре, а не за счет ядерного синтеза.
Только с конвейера: что известно о новой бронированной плавающей машине
Samsung анонсировала ноутбук 2-в-1 Galaxy Book 2 Pro 360 с SoC Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 3
Самый крупный астероид 2021 года и другие события местного значения. Главное за 22 марта
В Стамбуле российский робот продаёт SIM-карты
Более того, при остывании внешние слои этих звезд Хокинга постепенно раздулись бы, образуя красного гиганта — в конечном итоге это судьба Солнца. Однако красные гиганты, содержащие в своем ядре ПЧД, были бы немного холоднее обычных. Эти результаты, по-видимому, согласуются с недавними наблюдениями космического телескопа Гайя, сообщающими о наличии около 500 аномально холодных красных гигантов. Эти объекты, называемые “красными отставшими”, потенциально могут скрывать в своих сердцах ПЧД.
Чтобы обнаружить красные отставшие звезды, которые потенциально могут быть звездами Хокинга, эксперты предлагают направить будущие наблюдения на анализ частот вибраций. В то время как обычный красный гигант излучает вибрации в верхних слоях, звезды Хокинга вибрируют вплоть до своего центра. Поэтому можно ожидать, что они будут излучать определенную комбинацию частот.
Однако важно отметить, что исследовательская группа не смогла ответить на вопрос о том, какие частоты могут излучать эти ПЧД, заключенные в звездах, — важный параметр, который необходимо определить для возможного обнаружения. Эксперты надеются выяснить это в ближайшем будущем.
