Черные дыры известны тем, что пожирают все на своем пути, но может ли что-нибудь поглотить и их? В новом исследовании говорят, что это вполне реально для звезд.
Звезды могут поглощать очень маленькие черные дыры и хранить их в своих ядрах, а если отыскать таких пожирателей, то они могут немного прояснить поведение неуловимой темной материи.
Черные дыры существуют в нескольких известных нам формах — есть те, что рождаются в результате смерти звезд и сверхмассивные «монстры», скрывающиеся в центрах большинства галактик. Однако ученые давно предполагают, что подавляющее количество черных дыр должны были образоваться в первые секунды после Большого взрыва и все еще должны дрейфовать космосом. Хотя они для нас и невидимы, отыскать их можно по гравитационному воздействию на окружающую среду — и, если эта информация выглядит для вас знакомой, то фраза о том, что такие «первобытные черные дыры» являются сильными претендентами на звание компонента темной материи, вас вряд ли удивит.
Охотник за темной материей «Евклид» прислал первые тестовые изображения космоса
Стивен Хокинг был первым, кто предложил идею того, что в очень редких случаях новообразованные звезды могут захватывать небольшие первобытные черные дыры с примерной массой астероида. Черная дыра направится в центр звезды, однако не уничтожит своего хозяина — когда внутри звезды происходят реакции ядерного синтеза, интенсивная энергия вытекает наружу, и это давление удерживает звезду от коллапса. Хотя это также ограничило бы количество газа, который мог бы питать гипотетическую черную дыру в ядре.
Ученые из Института астрофизики Макса Планка смоделировали эволюцию этих так называемых «звезд Хокинга», используя разные исходные массы для черной дыры. И, к их удивлению, такие звезды были более стабильными, чем можно было ожидать, и их было бы почти невозможно идентифицировать.
«Звезды, в центре которых есть черная дыра, могут жить удивительно долго», — сказал Эрл Патрик Беллинджер, ведущий автор исследования. «Даже наше Солнце могло бы иметь такую же массивную черную дыру размером с Меркурий в центре, а мы бы этого не заметили».
Однако существует способ, с помощью которого астрономы могут обнаружить звезды с «темным сердцем». Черная дыра создаст различные модели конвекции глубоко внутри звезды, которые могут быть обнаружены с помощью техники, которая называется астеросейсмологией — по сути, это предполагает изучение того, как звуковые волны распространяются через звезду и влияют на поверхностную яркость.
Открытие звезды Хокинга принесло бы огромные последствия — во-первых, это стало бы первым подтверждением того, что первобытные черные дыры существуют, а во-вторых, пролило бы свет на загадку темной материи.
«Есть веские основания полагать, что звезды Хокинга часто встречаются в шарообразных скоплениях и сверхслабых карликовых галактиках», — сказал профессор Мэтт Каплан, автор исследования. «Это означает, что звезды Хокинга могут быть инструментом для проверки как существования первобытных черных дыр, так и возможной их роли в темной материи».
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.
Источник: Институт астрофизики Макса Планка