Открытие чёрных дыр в сердцах звёзд: новые перспективы на ранние этапы вселенной

Недавние исследования намекают на то, что крошечные чёрные дыры, образованные во времена Большого Взрыва, могли быть захвачены звёздами и теперь таинственно скрываются в их глубинах. Мини-дыры, пролетевшие через просторы Вселенной вскоре после Большого Взрыва, могли стать пленниками звезд, и эти загадочные астрономические образования, возможно, продолжают существовать в ядрах звёзд и по сей день, согласно новому исследованию.

Поиск следов: искусство обнаружения первичных чёрных дыр

Обнаружение этих пока гипотетических чёрных дыр, возникших как горячие, плотные облака материи, свернувшиеся в первые секунды после зарождения Вселенной, может помочь подтвердить теории о её ранних этапах и происхождении чёрных дыр. Но, согласно авторам исследования, поиск тех звёзд, которые смогли захватить быстро движущуюся чёрную дыру, представляет определённые трудности.

"Мы полагаем, что, если первичные чёрные дыры существуют, они обычно должны мчаться через галактику с огромной скоростью", — делится мнением ведущий автор, астрофизик Эрл Беллинджер из Института астрофизики Макса Планка в Германии. "Если они столкнутся со звездой, вероятно, они просто пройдут сквозь неё, как пуля. Но медленно двигающиеся чёрные дыры имеют шанс быть пленниками звезд. … И если так произойдёт, мы сможем их выследить".

Судьба в объятиях: как звезда взаимодействует с чёрной дырой

Согласно мнению Беллинджера и его коллегам, представившим свою теорию в журнале The Astrophysical Journal, существует две возможности, если эти гипотетические мини-чёрные дыры оказались в звёздной ловушке.

"Первая возможность заключается в том, что чёрная дыра настолько мала, что не оказывает влияния на звезду. Чёрные дыры с очень малой массой не способны увеличить свою массу в течение жизни Вселенной, даже если они находятся внутри звезды. Вторая возможность — черная дыра достаточно массивна, чтобы эффективно расти, поглощая звезду", — говорит Беллинджер.

Когда звезда становится пищей для чёрной дыры: процесс каннибализма в звездах

Первичные чёрные дыры, предположительно, имеют массу в 100 000 раз меньшую, чем скрепка для бумаги, но более крупные экземпляры, приближающиеся к массе астероида или карликовой планеты, могут оказывать видимые эффекты в звёздах, которые захватывают их как чёрные дыры. В таком случае "каннибализм чёрной дыры", как называет его Беллинджер, приводит к тому, что дыра поедает звезду изнутри, заставляя ядро звезды испускать дополнительную энергию.

Это приводит к тому, что звезда раздувается подобно красному гиганту, но без повышения температуры, что происходит в обычных красных гигантах, когда они исчерпывают водород в своих ядрах. Эти особые гиганты, известные как "красные отставшие", обнаружены более 500 штук.

Звезды Хокинга: связь между чёрными дырами и пульсациями звезд

Команда исследователей определила, что эти красные отставшие звёзды могут быть потенциальными "звездами Хокинга" — звездами, питающимися маленькими чёрными дырами в своих ядрах, как предположил Стивен Хокинг ещё в 1971 году. Присутствие чёрной дыры в центре звезд Хокинга может объяснить сложность в прогнозировании эволюции этих звёзд.

Тайны космоса: первичные чёрные дыры в нашей Вселенной

Если первичные чёрные дыры действительно существуют, они могли бы проникнуть в нашу Вселенную, включая наше космическое пространство, утверждают исследователи. Их высокие скорости и крайне малые размеры могут объяснить, почему они так долго ускользали от научного внимания.

"Во-первых, найти чёрную дыру сложно, особенно типичную чёрную дыру с массой в несколько раз больше массы Солнца. Теперь речь идёт о чёрной дыре размером с атом водорода и массой астероида!" — отмечает Беллинджер.

Большинство первичных чёрных дыр, вероятно, блуждают вне пределов звезд и галактик. Вероятно, в Солнечной системе в любой момент времени существует не более одной, добавил он.

Дальнейшие исследования питания звёзд

Команда намерена продолжить исследование того, как чёрные дыры могут поглощать звезды изнутри, используя полученные знания для наблюдения за пульсациями кандидатов в звёзды Хокинга и оценки вероятности наличия чёрных дыр в их ядрах. Открывая новые горизонты, эти исследования могут расширить наше понимание ранних этапов Вселенной и загадок чёрных дыр, скрытых в глубинах звёздных просторов.