Чорні діри відомі тим, що пожирають усе на своєму шляху, однак чи може щось проковтнути і їх? У новому дослідженні стверджують, що це цілком реально для зірок.
Зірки можуть поглинати дуже маленькі чорні діри та зберігати їх у своїх ядрах, а якщо відшукати таких пожирачів, то вони можуть дещо прояснити поведінку невловної темної матерії.
Чорні діри існують у кількох відомих нам формах — є ті, шо народжується внаслідок смерті зірок, і надмасивні «монстри», що ховаються у центрах більшості галактик. Однак вчені давно припускають, що переважна кількість чорних дір мали утворитись у перші секунд після Великого вибуху і все ще мають дрейфувати космосом. Хоча вони для нас і невидимі, відшукати їх можна за гравітаційним впливом на оточення — і, якщо ця інформація виглядає для вас знайомою, то фраза про те, що такі «первісні чорні діри» є сильними претендентами на звання компонента темної матерії, вас навряд здивує.
Стівен Гокінг був першим, хто запропонував ідею того, що в дуже рідкісних випадках новоутворені зірки можуть захоплювати невеликі первісні чорні діри з приблизною масою астероїда. Чорна діра попрямує до центру зірки, однак не знищить свого господаря — коли всередині зірки тривають реакції ядерного синтезу, інтенсивна енергія витікає назовні, і цей тиск утримує зірку від колапсу. Хоча це також обмежило б кількість газу, який міг би живити гіпотетичну чорну діру у ядрі.
Вчені з Інституту астрофізики Макса Планка змоделювали еволюцію цих так званих «зірок Гокінга», використовуючи різні вихідні маси для чорної діри. І, на їхній подив, такі зірки були більш стабільними, ніж можна було очікувати, і їх було б майже неможливо ідентифікувати ззовні.
«Зірки, у центрі яких є чорна діра, можуть жити напрочуд довго», — сказав Ерл Патрік Беллінджер, провідний автор дослідження. «Навіть наше Сонце може мати таку ж масивну чорну діру розміром з Меркурій у центрі, щоб ми цього не помітили».
Однак існує спосіб, за допомогою якого астрономи можуть виявити зірки з «темним серцем». Чорна діра створить різні моделі конвекції глибоко всередині зірки, які потенційно можуть бути виявлені за допомогою техніки, яка називається астеросейсмологією — по суті, це передбачає вивчення того, як звукові хвилі поширюються крізь зірки та впливають на поверхневу яскравість.
Відкриття зірки Гокінга принесло б величезні наслідки — по-перше, це стало б першим підтвердженням того, що первісні чорні діри існують, а по-друге, б пролило світло на загадку темної матерії.
«Є вагомі підстави вважати, що зірки Гокінга часто зустрічаються в кулястих скупченнях і надслабких карликових галактиках», — сказав професор Метт Каплан, автор дослідження. «Це означає, що зірки Гокінга можуть бути інструментом для перевірки як існування первісних чорних дір, так і можливої їхньої ролі у темній матерії».
Дослідження опубліковано в The Astrophysical Journal.
Джерело: Інститут астрофізики Макса Планка