Зорі можуть містити всередині себе чорні діри, не відрізняючись від звичайних, встановили дослідники

За гіпотетичним сценарієм, маленькі первинні чорні діри можуть бути захоплені новоутвореними зорями. Дослідники змоделювали еволюцію цих так званих "зір Гокінга" та виявили, що вони можуть мати напрочуд довгий час життя, багато в чому нагадуючи звичайні зорі.

Дослідження проведено міжнародною групою під керівництвом науковців з Інституту астрофізики Макса Планка (MPA), про що вони розповідають у своєму пресрелізі, передають OstanniPodii.com.

Дослідники вдавалися в питання: Якщо припустити, що одразу після Великого вибуху утворилася велика кількість дуже малих чорних дір (так званих первинних чорних дір), і деякі з них могли бути захоплені під час формування нових зір, тоді як це вплине на зорю протягом її життя?

"Вчені іноді ставлять божевільні запитання, щоб дізнатися більше", - каже Сельма де Мінк, директорка зоряного відділу MPA. "Ми навіть не знаємо, чи існують такі первинні чорні діри, але все одно можемо провести цікавий уявний експеримент".

Первинні чорні діри могли утворитися в дуже ранньому Всесвіті з широким діапазоном мас, від малих, як астероїд, до тисяч сонячних мас. Вони могли б становити важливий компонент темної матерії, а також бути насінням для надмасивних чорних дір у центрах сучасних галактик.

Новини за подібною темою:

		"Вебб" виявив, що чорні діри швидко зупиняють зореутворення у масивних галактиках
		У нашій галактиці знайдено наймасивнішу чорну діру зоряної маси
		Астрономи виявили крихітну чорну діру, яка неодноразово пробиває газовий диск більшої чорної діри

З дуже малою ймовірністю новоутворена зоря може захопити чорну діру з масою астероїда або трохи більше, яка потім займе центр зорі. Така зоря називається "зоря Гокінга", на честь Стівена Гокінга, який вперше запропонував цю ідею в статті у 1970-х роках.

Чорна діра в центрі такої зорі Гокінга росла б дуже повільно: завдяки термоядерному синтезу назовні зорі витікає інтенсивна енергія, утворюючи тиск, який перешкоджає її колапсу, водночас обмежуючи надходження газу для живлення чорної діри.

Міжнародна група вчених змоделювала еволюцію такої зорі з різними початковими масами чорної діри та з різними моделями акреції зоряного центру. Їхній дивовижний результат: коли маса чорної діри невелика, зоря по суті не відрізняється від звичайної зорі.

"Зорі, в центрі яких є чорна діра, можуть жити напрочуд довго", - каже Ерл Патрік Беллінгер, докторант, а нині доцент Єльського університету, який очолював дослідження. "Наше Сонце може навіть мати в центрі чорну діру такої ж масивності, як планета Меркурій, і ми цього не помітимо".

Ці дві діаграми показують радіальну еволюцію зорі з масою Сонця без (ліворуч) і разом з (праворуч) чорною дірою з початковою масою, подібною до астероїда. Чорна суцільна лінія показує радіус фотосфери, вертикальна пунктирна лінія - поточний вік Сонця. Червона область показує, де водень перетворюється на гелій в процесі ядерного синтезу, який забезпечує основну частину сонячної світності, поки чорна діра не починає помітно зростати (чорна область; для меншого віку чорна діра занадто мала, щоб її можна було побачити на цьому графіку). Чорна діра спричиняє конвекцію (заштриховано), яка перемішує внутрішні частини зорі. Зверніть увагу на різний масштаб осей y. © MPA

Основна відмінність такої зорі Гокінга від звичайної зорі буде біля ядра, яке стане конвективним через акрецію до чорної діри. Це не змінило б властивостей зорі на її поверхні та вислизнуло б від нинішніх можливостей виявлення.

Однак, як вказують дослідники, таку зорю можна було б виявити за допомогою відносно нової галузі астероїдознавства, де астрономи використовують акустичні коливання для дослідження зоряних надр. Також у своїй пізнішій еволюції, у фазі червоного гіганта, чорна діра може призвести до появи характерних сигнатур.

Якщо первинні чорні діри дійсно утворилися незабаром після Великого вибуху, пошук зір Гокінга може бути одним зі способів їх виявлення.

"Є вагомі підстави вважати, що зорі Гокінга були б поширені в кульових скупченнях і надслабких карликових галактиках", - зазначає професор Метт Каплан з Університету штату Іллінойс, співавтор дослідження. "Це означає, що зорі Гокінга можуть бути інструментом для перевірки як існування первинних чорних дір, так і їхньої можливої ролі в якості темної матерії".

Результати дослідження опубліковані в The Astrophysical Journal у статті під назвою "Моделі зоряної еволюції з центральною чорною дірою".

• Чорні діри