Астрофизический хаос: Что будет, если засунуть черную дыру вовнутрь звезды?

В гипотетическом сценарии некрупные первичные черные дыры могут быть захвачены вновь формирующимися звездами. Давным-давно появились крошечные черные дыры, называемые первичными в ранней Вселенной. Они были разных размеров, от таких маленьких, как астероид, до тысяч солнц. Эти черные дыры могут быть частью того, что мы называем темной материей, и даже оказаться отправной точкой для нынешних огромных черных дыр в середине галактик.


В определенных случаях вспышка новой звезды может непреднамеренно заманить в ловушку крошечную черную дыру, сравнимую по размеру с астероидом или небольшой луной. Это необычное небесное тело обычно называют «звездой Хокинга», отдавая дань уважения блестящему физику Стивену Хокингу, который впервые придумал эту концепцию в 1970-х годах. Черная дыра, находящаяся в пределах звезды Хокинга, растет вяло из-за трудной задачи по приобретению дополнительного газа, поскольку интенсивная светимость, излучаемая звездой, оказывает силу, отталкивающую окружающую материю.

Ученые со всего мира во главе с исследователями Института астрофизики Макса Планка изучили, как эти специальные «звезды Хокинга» меняются с течением времени. Удивительно, но эти звезды могут жить удивительно долго, ведя себя как обычные звезды во многих отношениях.

Модель раскрывает эволюцию такой звезды с различными начальными массами для чёрной дыры и различными моделями аккреции для звёздного центра. Ученые получили удивительный результат: когда масса черной дыры мала, звезда по существу неотличима от средней звезды.

Если мы сравним звезду Хокинга с обычной звездой, главное отличие будет находиться вблизи центра, где она становится турбулентной из-за черной дыры, втягивающей материал. Эта турбулентность останется такой же, как и у звезды снаружи, что затрудняет ее обнаружение с помощью современных методов.


— Эрл Патрик Беллингер, доцент Йельского университета.

Метод, называемый астеросейсмологией, который изучает звуковые волны внутри звезды, может помочь найти эти звезды. По мере того как они превращаются в красных гигантов, черная дыра может продемонстировать уникальные признаки. Будущие проекты, такие как PLATO, могут обнаружить эти объекты. Тем не менее необходимы дополнительные компьютерные симуляции, чтобы понять, что происходит, когда вы помещаете черную дыру в звезды разных размеров и составов.


— Профессор Мэтт Каплан из Университета штата Иллинойс, соавтор исследования.

Это означает, что звезды Хокинга могут быть инструментом для проверки существования первичных черных дыр и их возможной роли в качестве тёмной материи.