Черные дыры известны тем, что поглощают все, что приближается слишком близко, но поглощаются ли они целиком? Новое исследование показывает, что звезды могут захватывать очень маленькие черные дыры и сохранять их в своих ядрах. Возможно, даже существует способ найти эти звезды, и если это так, они помогут нам понять неуловимую темную материю.

Черные дыры бывают нескольких хорошо известных форм — от тех, что рождаются в результате гибели звезд, до сверхмассивных монстров, скрывающихся в центрах большинства галактик. Но долгое время считалось, что большое количество черных дыр должно было образоваться в первые секунды после Большого взрыва и что они, возможно, все еще дрейфуют по Вселенной. Хотя мы в основном не можем их видеть, мы все же можем сделать вывод об их присутствии по гравитационному влиянию на окружающую материю – и если это звучит знакомо, вы, вероятно, не удивитесь, узнав, что эти «первичные черные дыры» являются серьезными претендентами на темную материю.

Конечно, подтвердить существование невидимых объектов сложно, но они могут проявить себя при взаимодействии с другими объектами. Покойный Стивен Хокинг, знаменитый физик-теоретик, который сам первым предложил эту идею, считал, что в очень редких случаях вновь образовавшиеся звезды могут захватывать небольшие первичные черные дыры с массой, близкой к массе астероида.

Черная дыра погружается в центр звезды, не уничтожая своего хозяина. Когда внутри звезды происходят реакции ядерного синтеза, мощная энергия течет наружу, и это давление не дает звезде схлопнуться. Но это также ограничит количество газа, которое могло бы питать гипотетическую центральную черную дыру.

Это увлекательная идея, но означает ли это, что эти двое могут жить в гармонии? В новом исследовании ученые из Института астрофизики Макса Планка (MPA) смоделировали эволюцию так называемых «звезд Хокина», используя разные стартовые массы черных дыр. К их удивлению, звезда Хокинга оказалась более стабильной, чем считалось ранее, и ее практически невозможно было идентифицировать снаружи.

Эрл Патрик Беллинджер, ведущий автор исследования, сказал: «Звезды с черными дырами в центре имеют удивительно долгую продолжительность жизни. В центре нашего Солнца может даже существовать черная дыра размером с Меркурий, но мы даже не знаем об этом».

Но у астрономов может быть способ обнаружить звезды с темным сердцем. Черные дыры создают различные модели конвекции глубоко внутри звезд, которые потенциально можно обнаружить с помощью метода, называемого астеросейсмологией. По сути, это предполагает изучение того, как звуковые волны проходят через звезду и влияют на ее поверхностную яркость.

Значение открытия звезды Хокинга будет огромным. Это открытие станет первым, подтвердившим существование первичных черных дыр – и если они действительно существуют, мы можем внезапно получить ответ на тайну темной материи, одну из самых загадочных загадок, стоящих перед космологией.

Профессор Мэтт Каплан, автор исследования, сказал: «У нас есть веские основания полагать, что звезды Хокинга часто встречаются в шаровых скоплениях и галактиках-ультрамикрокарликах. Это означает, что звезды Хокинга могут быть инструментом для проверки существования первичных черных дыр и их возможной роли в качестве темной материи».

Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal.

Источник составления: ScitechDaily.