Звезда-черная дыра может быть самым странным объектом в космосе

Команда физиков математически вычислила экзотический объект, который, по их мнению, может выглядеть как черная дыра для земных наблюдателей, но на самом деле является звездой.


Звезда — это топологический солитон: гладкий, устойчивый, хотя и теоретический объект. (Скирмионы — это еще один тип топологического солитона.) В этом случае досадно сложная математика, лежащая в основе гипотетического объекта, показывает, что он будет искажать пространство подобно черной дыре, объекту, гравитационное поле которого настолько интенсивно, что даже свет не может покинуть его. Но в отличие от черной дыры, как показывают расчеты команды, солитон испускает рассеянный свет, который на самом деле можно увидеть.


— Пьер Хайдманн, физик из Университета Джона Хопкинса и ведущий автор исследования.

Хайдманн объяснил, что топологический солитон — это «гравитационное решение» теорий гравитации, происходящих из теории струн, которая пытается соединить общую теорию относительности с квантовой механикой, используя одномерные струноподобные сущности, соответствующие известным частицам. Исследовательская работа группы принята к публикации в Physical Review D.


— сказал соавтор исследования Ибрагима Бах, физик из Университета Джона Хопкинса и ведущий автор статьи 2022 года, описывающей солитон.

Хотя теория струн пытается описать природу Вселенной в наименьших масштабах, она, очевидно, имеет отношение и к самым большим объектам. (Возьмем нейтронные звезды, сверхплотные объекты, которые, как подозревают некоторые физики, могут быть фабриками по производству аксионов. Такая версия является главным кандидатом для объяснения темной материи.) Массивная Вселенная включает в себя интенсивную физику, которая имеет значение для субатомной Вселенной, и наоборот.

Команда утверждает, что черные дыры и теоретические солитоны могут рассеивать свет аналогичным образом. Но, в отличие от черных дыр, у солитонов отсутствует горизонт событий — область, окружающая черную дыру, за пределы которой ничто не может выйти. В результате свет, попадающий в солитон, может выйти из него, но делает это хаотично.

Свет будет настолько искривлен мощной гравитационной силой объекта, что, согласно Хайдманну, он будет наблюдаться как сильное размытие, вызванное фотонами, мечущимися вокруг солитона.



Рассеянный свет от объекта был бы очень тусклым, из-за чего его было бы трудно (или, поскольку ни один телескоп не наблюдал такой объект, невозможно) увидеть.


— Пьер Хайдманн.

Иными словами, команда считает, что только что обнаруженные солитоны являются более разумным объяснением для эмерджентных экзотических объектов теории струн, чем ранние теоретические объекты.