Самые первые черные дыры могли появиться на самых ранних стадиях образования Вселенной. Диапазон масс, которым они могли обладать, весьма широк: от небольшого астероида до нескольких тысяч Солнц. По мнению ученых, их роль в эволюции Вселенной была очень важной, поскольку они являлись компонентом темной материи. В своем новом исследовании астрофизики из института Макса Планка решили проанализировать чисто гипотетическую ситуацию, когда в результате Большого Взрыва сразу появилось множество маленьких черных дыр. И может ли в центре нашего Солнца прятаться одна из них?
Как ученым пришла в голову подобная мысль? Дело в том, что речь идет, в первую очередь, о так называемых звездах Хокинга. Они очень сильно напоминают обычные звезды и долго живут. Космолог Стивен Хокинг, в честь которого они и названы, еще в 1970-х годах предположил, что протозвезда вполне способна захватить в процессе своего образования маленькую черную дыру размером с астероид, которая «поселилась» бы в ее центре. В таких условиях из-за выходящей светимости приток газа будет затрудняться, и черная дыра будет питаться неполноценно, и расти медленно.
Первичные черные дыры – явление чисто гипотетическое. Доказательств их существования нет. Зато в теории им находят немало применений. Если они в действительности образовались в огромном количестве, то являются очень удобными кандидатами в темную материю, ту скрытую массу, которую никак найти не могут, но которая активно влияет на галактики и производит разные эффекты (гравитационное линзирование, например). В ранней Вселенной вещество имело большую плотность, достаточную для того, чтобы напрямую сколлапсироваться в черные дыры. Те, что весят более 10^15 грамм, могли не испариться и успешно дожить и до наших дней.
Когда Хокинг предложил научному сообществу существование таких черных дыр, ученые пытались с их помощью решить проблему солнечных нейтрино. Дело в том, что реальный поток нейтрино, приходящий от Солнца, был на две трети меньше того, что предсказывали модели. Забегая вперед, скажем, что причина была в том, что в то время регистрировали только один из нескольких типов этих нейтрино. Но тогда гипотезы были самые невероятные, вплоть до того, что в центре Солнца сидит маленькая черная дыра и поглощает его вещество, а также регулирует светимость.
Если вернуться к новому исследованию под названием «Есть ли черная дыра в центре Солнца?», то следует отметить, что астрофизики сконцентрировались на маленьких черных дырах с астероидной массой (хотя это тоже понятие растяжимое). По мнению авторов, захват звездой такой черной дыры, которая бы засела в ее центре, маловероятен на поздних стадиях развития светила. Однако на стадии его формирования это вполне реально. То, как именно черная дыра внутри будет влиять на звезду в течение ее жизни (быстро ли поглощать ее вещество, или же звезда сможет прожить весь отведенный ей срок), будет зависеть от ее массы.
Если черная дыра будет весить как, скажем, Церера, всего за сотню миллионов лет станет размером с Землю. А как мы помним, поглощая вещество, черная дыра его разогревает до очень высоких значений так, что оно начинает светиться. При подобном развитии событий энергии от черной дыры будет вырабатываться больше, чем от ядерного синтеза, и светило станет звездой Хокинга. Но звезды – такие объекты, которые стремятся к равновесию, так что в попытке охладить себя светило начнет расширяться и станет похожим на красного гиганта.
Почему похожа? Потому что, во-первых, она расширится гораздо раньше положенного ей срока, а во-вторых, будет намного холоднее красного гиганта, сформировавшегося естественным путем. К слову, телескоп «Гайя» нашел уже пять сотен таких аномально холодных красных гигантов. Если в будущем ученые смогут обнаружить на них характерные колебания поверхности, то можно будет официально заявить, что внутри них сидит черная дыра и пожирает их изнутри.
Хотя есть и другой способ. Слишком массивная черная дыра способна поглотить звезду всего за полмиллиарда лет. Эта подсказка могла бы найти косвенные доказательства существования звезд Хокинга и, как следствие, первичных черных дыр. Например, в случае если маленькая черная дыра размером с Плутон поглотит звезду, то масса образовавшейся черной дыры будет равна массе Солнца. Таких дыр еще не открыли, самая «легкая» на сегодняшний день весит более трех Солнц. По всем расчетам это минимальный предел.
Однако, далее они ссылаются на ограничение по массе. В центре Солнца может быть микроскопическая черная дыра массой в 10^−11 масс Солнца. Только мы об этом никогда не узнаем. Что скажете?
❗️ Ставьте
