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 »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Я думала, микроволновка спасает время при разморозке — и лишь недавно узнала, почему мясо получается сухим и опасным

Думала, что режим Defrost в микроволновке спасает время. Оказалось, я не только портила вкус и делала мясо жестким, но и устраивала «курорт» для бактерий. Теперь я знаю, как размораживать правильно.

Зачем на старых пультах телевизоров была кнопка AV/TV и почему она почти исчезла

На старых телевизорах была одна кнопка, после нажатия которой привычное изображение могло неожиданно пропасть. Только что показывали передачу, а через секунду на экране появлялся синий фон с...

Комнатное растение стоит во влажной земле неделю, хотя летом горшок высыхал за два дня: что изменилось осенью

Летом горшок приходилось поливать через день, а осенью та же земля остаётся влажной почти неделю. Кажется, будто с растением что-то случилось: корни перестали работать, грунт внезапно...

Как в колонках 35АСДС-017 боролись с нехваткой баса и зависимостью звука от положения слушателя

В 1984 году во Львове начали выпускать колонки 35АСДС-017 с электростатическими излучателями. Этот тип акустики славился чистыми средними и высокими частотами, но плохо справлялся с басом, а...

Инженерная оговорка первых партий GPO Brooklyn: почему CD-диск нужно вставлять задом наперед

Когда в руки попадает современная реплика классической аудиотехники 1980-х годов, меньше всего ждешь сюрпризов из области базовой эргономики. Музыкальный центр GPO Brooklyn, созданный брендом GPO...