"Канибализъм в черна дупка": Звезди поглъщани от невидими гиганти

М алък брой първични черни дупки, преминали бързо през Вселената, само мигове след Големия взрив, може да са били уловени от звезди - тези древни черни дупки може все още да се крият в сърцата на тези звезди днес, сочи ново изследване. 

Откриването на тези хипотетични черни дупки - които биха се образували като горещи, плътни бучки материя, които са се срутили през първата секунда след раждането на Вселената - може да помогне да се докажат теориите за ранната Вселена и образуването на черни дупки. Въпреки това намирането на малката част от звездите, които са успели да хванат бързо движеща се черна дупка, поставя някои предизвикателства, казаха авторите на изследването, цитирани от Live Science. 

„Смятаме, че първичните черни дупки, ако съществуват, трябва да прекосяват галактиката с огромна скорост“, каза водещият автор на изследването Ърл Белингер, астрофизик от Института за астрофизика Макс Планк в Германия пред Live Science. 

“Джеймс Уеб” откри най-старата черна дупка във Вселената

„Ако трябва да срещнат звезда, тогава те най-вероятно просто преминават точно през звездата като куршум. И все пак малка част от тези черни дупки, тези, които се движат бавно, биха имали шанс да бъдат уловени от звезда. И ако го направят, смятаме, че може да успеем да ги намерим", казва Планк.  

Според Белинджър и колегите му, които публикуваха статия, обсъждаща тази теория в The Astrophysical Journal, две неща ще се случат, ако тези теоретични мини черни дупки бъдат хванати от звезда. 

„Първата възможност е, че черната дупка е толкова малка, че изобщо не засяга звездата“, каза Белинджър.

„Черните дупки с много ниска маса дори не могат да удвоят масата си през целия живот на Вселената”, казва той.   

„Втората възможност е, че черната дупка е достатъчно масивна, за да расте ефективно, като поглъща звездата“, добави Белинджър. 

Atom-size black holes from the dawn of time could be devouring stars from the inside out, new research suggests https://t.co/uv6VcbRYkJ

— SPACELY (@blury___face) December 21, 2023

Дали червените изостанали звезди всъщност са звезди на Хокинг, захранвани от черни дупки? 

Предполага се, че първичните черни дупки имат маса до 100 000 пъти по-малка от тази на кламер, но по-големи примери — доближаващи се до масата на астероид или планета джудже — все още могат да създадат видими ефекти в звездите. 

В такъв случай на "канибализъм в черната дупка", както го нарича Белинджър, първичната черна дупка ще погълне звездата отвътре навън, карайки ядрото на звездата да се разбърква и да излъчва допълнителна енергия. Това би накарало звездата да се издуе като червена гигантска звезда, но без повишаването на температурата, което се случва, когато звезди като слънцето преминават през този процес, тъй като изчерпват водорода, захранващ ядрения синтез в техните ядра. Тези хладни червени гиганти се наричат „червени изостанали“ и астрономите са забелязали около 500 от тях. 

Екипът е установил, че тези “червени изостанали” са потенциални кандидати за „звезда на Хокинг“ или звезди, захранвани от малки черни дупки в ядрата си, точно както легендарният физик Стивън Хокинг за първи път предложи в статия от 1971 г.  

Наличието на черна дупка в сърцевината на звездите на Хокинг би могло да обясни защо, въпреки че учените добре се справят със звездната еволюция, еволюционните пътища на червените заблудили е трудно да се очертаят. Като гледат как пулсират и вибрират “червените изостанали”, астрономите потенциално биха могли да определят дали този процес продължава в тези звезди. 

Кое е най-горещото място във Вселената?

Ако съществуват първични черни дупки, те биха могли да проникнат във Вселената - включително и в нашия собствен космически съсед, добавят изследователите. Високите скорости и изключително малките размери на тези обекти могат да обяснят защо досега са убягвали на учените. 

„Намирането на черна дупка е трудно на първо място, дори когато става дума за типична черна дупка, многократно по-голяма от масата на нашето слънце. Сега говорим за черна дупка с масата на астероид и размера на водороден атом" каза Белинджър.

„Смятаме, че повечето първични черни дупки биха били външни звезди, скитащи се из галактиката. Средно вероятно ще има една в рамките на слънчевата система във всеки един момент.“ 

Сега екипът възнамерява да проучи допълнително как черните дупки могат да изядат звездите отвътре и да използва тази информация, за да наблюдава пулсациите на своите кандидати за звезди на Хокинг.