Внутри звезд могут жить черные дыры как паразиты — новое исследование

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Последние расчеты физиков-теоретиков показывают, что микроскопические черные дыры могут существовать в недрах плотных звезд в качестве гравитационных паразитов. Минимальная масса такого объекта для начала непрерывного роста составляет всего около 40 метрических тонн, что сопоставимо с весом груженого грузовика. Результаты исследования, описывающего механизм выживания сверхлегких черных дыр за счет темной материи, опубликованы в журнале Physical Review D.

Автор: Google Источник: gemini.google.com

С точки зрения устоявшихся теорий современной астрофизики, легкие черные дыры не способны сохранять стабильность на протяжении масштабных космических эпох и достаточно быстро разрушаются". В 70-х годах Стивен Хокинг математически обосновал, что эти объекты непрерывно теряют массу из-за квантового эффекта, получившего название излучения Хокинга. Чем меньше изначальный размер черной дыры, тем интенсивнее идет потеря энергии. В вакууме объект массой 40 тонн испарился бы за доли секунды. Однако новые расчеты демонстрируют, что плотная звездная среда может влиять на термодинамический баланс.

Исследователи смоделировали поведение гипотетической асимметричной темной материи внутри компактных остатков звездной эволюции — белых карликов и нейтронных звезд. Эти стабильные тяжелые частицы проникают в звезду, теряют кинетическую энергию из-за рассеяния на нуклонах и гравитационно захватываются ядром. Со временем в центре звезды формируется сверхплотный сгусток, который коллапсирует в микроскопическую черную дыру.

Схема эволюции черной дыры, захваченной компактной звездой. Объект одновременно набирает вес за счет аккреции обычного вещества звезды (черные стрелки) и темной материи (синие стрелки), но «худеет» из-за излучения Хокинга (красные стрелки). Количество стрелок задает баланс масс. Возможны три исхода: (a) дыра поглощает вещество быстрее, чем испаряется, и растет; (b) процессы уравновешены, масса стабильна и может составлять всего ~40 тонн; (c) доминирует испарение, из-за чего черная дыра уменьшается и бесследно исчезает.
Схема эволюции черной дыры, захваченной компактной звездой. Объект одновременно набирает вес за счет аккреции обычного вещества звезды (черные стрелки) и темной материи (синие стрелки), но «худеет» из-за излучения Хокинга (красные стрелки). Количество стрелок задает баланс масс. Возможны три исхода: (a) дыра поглощает вещество быстрее, чем испаряется, и растет; (b) процессы уравновешены, масса стабильна и может составлять всего ~40 тонн; (c) доминирует испарение, из-за чего черная дыра уменьшается и бесследно исчезает.
Автор: HA Adarsha Источник: phys.org

С этого момента начинается конкуренция двух физических процессов: испарения по Хокингу и аккреции (поглощения) окружающего вещества. Когда приток материи превышает потери, дыра стабилизируется. Критический порог массы зависит от локальной концентрации темной материи. В центре галактики, где плотность этого вещества максимальна, для выживания внутри белого карлика стартовая масса черной дыры может составлять 40 тонн. Для нейтронной звезды в этом же регионе требуется масса от 600 тонн.

Преодолев минимальный порог, черная дыра переходит в стадию непрерывного роста, которая завершается полным поглощением звезды-хозяина. Данная теоретическая концепция позволяет космологам использовать сами звезды в роли детекторов. Поскольку в Млечном Пути существуют белые карлики возрастом более десяти миллиардов лет и древние миллисекундные пульсары, процесс их внутреннего разрушения не является массовым. Сохранность объектов накладывает строгие физические ограничения на свойства темной материи.

Источник: phys.org

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

Сейчас на главной

Новости

Публикации

A4TECH Bloody MS76 Plus — обзор механической клавиатуры с горячей заменой магнитных свитчей и частотой опроса 8000 Гц

Сегодня на обзоре обновленная модель MS76 Plus от A4Tech Bloody. У нее также съемные магнитные свитчи и весь список заведенных функций этих переключателей, что и у MS76. В основе расширенного...

Самый массовый обман аудиотехники 90-х: почему магнитолы из Китая с наклейкой «500 Вт» играли не громче советской «Весны»

В начале 1990-х годов на постсоветский рынок хлынул поток массовой электроники из Юго-Восточной Азии. Среди прочего появились компактные кассетные магнитолы и музыкальные центры, на корпусах...

✦ ИИ  Можно ли вычислить человека по IP-адресу и узнать, где он живёт на самом деле

В интернете регулярно появляются истории о том, как неизвестный собеседник вычислил человека по IP-адресу, узнал его домашний адрес и даже определил, в какой квартире он находится. Иногда такие...

Куда сходить в Москве в ноябре: выставки и мероприятия, которые не стоит игнорировать

Год уже близится к финалу, но музеи и галереи Москвы продолжают радовать новыми открытиями. К 160-летию Льва Бакста - новый проект Третьяковской галереи Несколько дней назад в Инженерном...

Хищную улитку завезли на Гавайи для борьбы с гигантской африканской — вредитель остался, а местные улитки начали исчезать

В 1955 году на Гавайях решили бороться с одним чужеродным видом при помощи другого. Гигантская африканская улитка Lissachatina fulica уже почти два десятилетия размножалась в садах и на плантациях,...

Что такое тяжёлая вода и что произойдёт, если человек её выпьет

На вид тяжёлая вода ничем не отличается от обычной. Она прозрачная, без характерного запаха, но литр такой жидкости весит примерно на 100 граммов больше. Замерзает она не при нуле, а при +3,8 °C....