На самому початку Всесвіту, ще до того, як спалахнули перші зорі, внаслідок існування флуктуацій могли виникнути первинні чорні діри. Нещодавно вчені дослідили різні сценарії їхнього розвитку і дійшли висновку, що вони могли витісняти зорі з їхніх місць.
Небесні хулігани
Первинні чорні діри утворилися на ранніх етапах еволюції Всесвіту внаслідок процесів, відмінних від звичного нам колапсу зір. Проте цілком можливо, що вони досі існують і активно впливають своєю гравітацією на еволюцію зоряних систем, особливо подвійних.
Регіони з великою щільністю просто колапсували б під власним гравітаційним впливом, утворюючи те, що назвали первинними чорними дірами (ПЧД). Вважається, що вони варіюються за розміром від субатомних до більш масивних, ніж Сонце.
Вони можуть добряче «штовхати» об’єкти навколо себе, що може призвести до екстремальних наслідків, таких як викидання зорі та її заміна чорною дірою. У новій статті досліджується взаємодія таких систем і розглядаються способи, за допомогою яких ми можемо їх виявити.
Чорні діри та темна матерія
Чи справді первісні чорні діри є джерелом темної матерії у Всесвіті, досі залишається предметом дискусій. Серед астрономічної спільноти прийнято вважати, що вони не можуть повністю пояснити всю темну матерію, але саме на них може припадати до 10% її згущень у діапазоні планетних мас (від 10–7 до 10–3 сонячних). Питання про те, чи пояснюють ПЧД будь-яку частину темної матерії у Всесвіті, вимагає подальшого аналізу.
Якщо брати до уваги великі масштаби, то ПЧД не можна відрізнити від фону частинок темної матерії через нерівномірність їхнього розподілу у Всесвіті, й тому ми змушені шукати нову унікальну теорію. Спостерігати чорні діри, щоб зрозуміти, наскільки модель близька до реальності, важко, але можна вивчати їхню взаємодію із зоряними системами.
Взаємодія зоряних подвійних систем із чорною дірою
У статті Бадала Бхалли з Університету Оклахоми та команди астрономів, що розміщена на сервері препринтів arXiv, досліджується, як чорні діри можуть втрачати енергію під час взаємодії із зоряними подвійними системами. Ці взаємодії можуть призвести до одного з п’яти можливих результатів:
- Застигання — два зв’язані об’єкти втрачають енергію до третього вільного об’єкта, внаслідок чого їхнє роз’єднання зменшується;
- Розм’якшення — вільне тіло передає енергію зв’язаній системі, внаслідок чого їхнє розділення збільшується, але вони залишаються зв’язаними;
- Розрив — вільне тіло передає достатньо енергії зв’язаній системі, щоб компоненти роз’єдналися і всі об’єкти залишилися незв’язаними;
- Захоплення — зв’язані об’єкти захоплюють вільний об’єкт;
- Обмін — вільний об’єкт передає достатньо енергії, щоб розірвати зв’язок з одним із зв’язаних об’єктів, і при цьому втрачає багато енергії, щоб зв’язатися з іншим об’єктом.
Найреальніші моделі взаємодії
Попередні дослідження вивчали розм’якшення і розрив у первинних чорних дірах і бінарних взаємодіях, а також модель захоплення. Команда припускає, що розм’якшення також малоймовірне, і тому досліджує можливість моделі обміну.
Вони виявили, що модель обміну має призвести до появи популяції бінарних чорних дір у Чумацькому Шляху. І справді, деякі спостереження натякають, що вони можуть існувати. Команда також припускає, що, можливо, можна виявити ПЧД у подвійних системах із досонячною масою чорної діри за властивостями системи.
Для перевірки моделі тепер потрібні спостереження. Відкриття чорних дір у бінарній системі може бути ймовірним і певним чином підтвердити отримані результати.
За матеріалами phys.org
