Ключ до розгадки темної матерії: вчені назвали космічні об’єкти, які можуть поглинати чорні діри

Чорні діри – це майже як козирний туз у карткових іграх. Вони поглинають практично усе, що наближається на небезпечну відстань, і навіть найшвидша річ у Всесвіті – світло, не може від них втекти. Але нове дослідження показує, що самі чорні діри можуть поглинати інші космічні об'єкти, і це навіть не квазари, а зорі. Цілком можливо, що зірки можуть захоплювати дуже маленькі чорні діри та зберігати їх у своїх ядрах. Можливо, навіть існує спосіб знайти ці зірки, і якщо так, вони можуть допомогти нам зрозуміти загадкову темну матерію.

• Астрономи виявили рідкісну сонячну систему, де планети рухаються у математичній гармонії

Деталі

Чорні діри бувають у кількох добре задокументованих формах – є ті, що народилися від смерті зірок, і надмасивні монстри, які ховаються в центрі більшості галактик. Але вже давно припускають, що величезна кількість чорних дір могла утворитися в перші кілька секунд після Великого вибуху, і вони все ще можуть дрейфувати космосом. Хоч, у такому випадку, вони майже невидимі, дослідники все одно могли б зробити висновок про їх існування на підставі їхнього гравітаційного впливу на речовину навколо них. Коротко кажучи, первісні чорні діри можуть бути претендентами на розгадку таємниці темної матерії.

Підтвердити існування невидимих ​​об’єктів, звичайно, складно, але вони можуть просто "здати" себе через взаємодію з іншими об’єктами. Видатний фізик Стівен Гокінг був першим, хто запропонував ідею про те, що в дуже рідкісних випадках новоутворені зірки можуть захоплювати маленькі первісні чорні діри з масою астероїда.

У такому випадку чорна діра "поселиться" в центрі зорі, але не знищить її. Коли зірки здійснюють реакції ядерного синтезу всередині, інтенсивна енергія тече назовні, і цей тиск утримує зірку від колапсу. Але це також обмежило б кількість газу, який міг би живити гіпотетичну чорну діру в центрі.

Це інтригуюча ідея, але чи справді це означає, що чорні діри й зорі можуть жити в гармонії? Для нового дослідження вчені з Інституту астрофізики Макса Планка (MPA) змоделювали еволюцію цих так званих "зір Гокінга", використовуючи різні початкові маси для чорної діри. І, на їхній подив, зорі Гокінга були більш стабільними, ніж можна було очікувати, і їх було б майже неможливо ідентифікувати ззовні. Провідний автор дослідження Ерл Патрік Беллінджер зазначає:

Зорі, у центрі яких є чорна діра, можуть жити напрочуд довго. Наше Сонце навіть може мати таку чорну діру масою з Меркурій у центрі, і ми б цього не помічали.

Однак існує спосіб, за допомогою якого астрономи можуть виявити зірки з чорнодірським серцем. Чорна діра створює різні моделі конвекції глибоко всередині зірки, які потенційно можуть бути виявлені за допомогою техніки, яка називається астеросейсмологією. По суті, це передбачає вивчення того, як звукові хвилі поширюються крізь зірки та впливають на поверхневу яскравість.

Наслідки пошуку зорі Гокінга були б величезними. Це відкриття стане першим підтвердженням того, що первісні чорні діри існують – і якщо вони існують, то ми можемо отримати відповідь на загадку темної матерії, одну з найбільш заплутаних загадок, з якими стикається астрофізика. Один з авторів дослідження Метт Каплан зазначає:

Є вагомі підстави вважати, що зорі Гокінга часто зустрічаються в кульових скупченнях і надслабких карликових галактиках. Це означає, що зорі Гокінга можуть бути інструментом для перевірки як існування первісних чорних дір, так і їх можливої ​​ролі як темної матерії.

Раніше вчені зі штату Юта виявили друге найбільш енергетичне космічне випромінювання з коли-небудь зареєстрованих. Ця потужна частинка конкурує з найенергетичнішим космічним променем за всю історію, що отримав назву "Oh-My-God", й був помічений у 1991 році.