В самом начале Вселенной, еще до того, как вспыхнули первые звезды, в результате существования флуктуаций могли возникнуть первичные черные дыры. Недавно ученые исследовали разные сценарии их развития и пришли к выводу, что они могли вытеснять звезды с их мест.
Небесные хулиганы
Первоначальные черные дыры образовались на ранних этапах эволюции Вселенной в результате процессов, отличных от привычного нам коллапса звезд. Однако вполне возможно, что они все еще существуют и активно влияют своей гравитацией на эволюцию звездных систем, особенно двойных.
Регионы с большой плотностью просто коллапсировали бы под собственным гравитационным влиянием, образуя то, что назвали первичными черными дырами (ПЧД). Считается, что они варьируются по размеру от субатомных до более массивных, чем Солнце.
Они могут изрядно «толкать» объекты вокруг себя, что может привести к экстремальным последствиям, таким как выброс звезды и ее замена черной дырой. В новой статье исследуется взаимодействие таких систем и рассматриваются способы, посредством которых мы можем их выявить.
Черные дыры и темная материя
Действительно ли первобытные черные дыры являются источником темной материи во Вселенной, до сих пор остается предметом дискуссий. Среди астрономического сообщества принято считать, что они не могут полностью объяснить всю темную материю, но именно на них может приходиться до 10% ее сгущений в диапазоне планетных масс (от 10-7 до 10-3 солнечных). Вопрос о том, объясняют ли ПЧД какую-либо часть темной материи во Вселенной, требует дальнейшего анализа.
Если учитывать большие масштабы, то ПЧД нельзя отличить от фона частиц темной материи из-за неравномерности их распределения во Вселенной, и поэтому мы вынуждены искать новую уникальную теорию. Наблюдать черные дыры, чтобы понять, насколько модель близка к реальности, трудно, но можно изучать их взаимодействие со звездными системами.
Взаимодействие звездных двойных систем с черной дырой
В статье Бадала Бхаллы из Университета Оклахомы и других астрономов, размещенной на сервере препринтов arXiv, исследуется, как черные дыры могут терять энергию при взаимодействии со звездными двойными системами. Эти взаимодействия могут привести к одному из пяти возможных результатов:
- Застывание — два связанных объекта теряют энергию к третьему свободному объекту, вследствие чего их разъединение уменьшается;
- Размягчение — свободное тело передает энергию связанной системе, вследствие чего их разделение увеличивается, но они остаются связанными;
- Разрыв — свободное тело передает достаточно энергии связанной системе, чтобы компоненты разъединились и все объекты остались несвязанными;
- Захват — связанные объекты захватывают свободный объект;
- Обмен — свободный объект передает достаточно энергии, чтобы разорвать связь с одним из связанных объектов, и при этом теряет много энергии, чтобы связаться с другим объектом.
Самые реальные модели взаимодействия
Предыдущие исследования изучали размягчение и разрыв в первичных черных дырах и бинарных взаимодействиях, а также модель увлечения. Команда предполагает, что размягчение также маловероятно, поэтому исследует возможность модели обмена.
Они обнаружили, что модель обмена должна привести к появлению популяции бинарных черных дыр во Млечном Пути, и действительно, некоторые наблюдения намекают, что они могут существовать. Команда также предполагает, что, возможно, можно обнаружить ПЧД в двойных системах с досолнечной массой черной дыры по свойствам системы.
Для проверки модели теперь требуются наблюдения. Открытие черных дыр в бинарной системе может быть вероятным и определенным образом подтвердить полученные результаты.
По материалам phys.org
