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.
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