Може ли да има черна дупка вътре в Слънцето?

Ваня Милева Последна промяна на 19 декември 2023 в 00:00 5647 0

Концепция на художник за звезда на Хокинг – звезда, съдържаща малка черна дупка в центъра си

Кредит MPA, background image: Wikimedia/Creative Commons

Концепция на художник за звезда на Хокинг – звезда, съдържаща малка черна дупка в центъра си

Има два апокалиптични сценария, свързващи слънцето с черна дупка. Слънцето, нашият ценен източник на топлина и светлина, колапсира в черна дупка. Или може би идва заблудена черна дупка и го поглъща. Ако черна дупка със звездна маса погълне нашето Слънце, тогава ще имаме само около 8 минути до края. Но да предположим, че Слънцето погълне малка първична черна дупка? Тогава става интересно и достойно за статия в arXiv.

Първичните черни дупки са хипотетични черни дупки, които са се образували през най-ранните моменти от Вселената. За разлика от черните дупки със звездна маса или свръхмасивните черни дупки, първичните черни дупки обикновено са малки, с маса приблизително тази на астероид и размер по-малък от топка за тенис. Те се появяват в определени теоретични модели и са използвани, за да се опитат да обяснят всичко от тъмната материя до ненамерената досега планета X. Много от тези модели твърдят, че първичните черни дупки са често срещани, така че е неизбежно някоя звезда в крайна сметка да улови такава. Такива звезди с център на черна дупка се наричат звезди на Хокинг, който бе първият, предложил идеята, че в много редки случаи новоформиращите се звезди могат да уловят малки първични черни дупки с маса приблизително на астероид.

Както посочва новото изследване, ако е уловена първична черна дупка, тя в началото няма да има почти никакъв ефект върху подобна на Слънцето звезда. В сравнение с масата на Слънцето, стойността на масата на един астероид е като прашинка. Дори и да е черна дупка, тя не би могла бързо да погълне много от Слънцето. Но с времето това ще се промени. Черна дупка в звезда ще погълне материята в звездното ядро ​​и ще расте с времето. В космологичен мащаб може да погълне напълно звезда и това все може да повлияе на еволюцията и да сложи край на живота на звездата.

Проучването показва, че всичко до голяма степен се свежда до първоначалния размер на първичната черна дупка. За тези с най-голям диапазон на маса, който не е изключен от наблюденията, около една милиардна част от слънчевата маса, може по същество да погълне звезда за по-малко от половин милиард години. Ако това се е случило, тогава там трябва да има черни дупки със слънчева маса, които са твърде малки, за да са се образували от свръхнови като традиционните черни дупки със звездна маса.

Ако първичната черна дупка е много по-малка, да речем по-малко от една трилионна част от слънчевата маса, тогава нещата стават по-сложни. Черната дупка ще потъне в центъра на звездата, но няма да унищожи своя домакин - звезда. Докато звездата извършва реакции на ядрен синтез във вътрешността си, интензивната енергия изтича навън и това налягане предпазва звездата от колапс на самата себе си. Но това също така би ограничило количеството газ, което може да захранва хипотетична черна дупка в центъра.

Това обаче би раздвижило нещата в ядрото, нагрявайки го повече от синтеза, който протича в него. В резултат на това звездата може да се раздуе в "червен страглер", която би била по-хладна и по-червена от обичайните червени звезди-гиганти. Цялата тази турбуленция в ядрото също може да повлияе на повърхностната активност на звездата. Черната дупка ще създаде различни модели на конвекция дълбоко във вътрешността на звездата, които потенциално биха могли да бъдат уловени чрез техника, наречена астеросеизмология или звездна сеизмология. По същество това включва изучаване на това как звуковите вълни преминават през звездите и влияят на повърхностната яркост.

Тези две диаграми показват радиалната еволюция на звезда с масата на Слънцето без (вляво) и с (вдясно) черна дупка с първоначална маса, подобна на астероид. Черната плътна линия показва радиуса на фотосферата, вертикалната пунктирана линия - текущата възраст на Слънцето. Червената област показва къде водородът се превръща в хелий при ядрен синтез, който осигурява по-голямата част от слънчевата светимост, докато черната дупка започне да расте забележимо (черната област; за по-ниски възрасти черната дупка е твърде малка, за да се види на тази графика). Черната дупка задвижва конвекцията, която смесва най-вътрешните части на звездата. Обърнете внимание на различното мащабиране на у-осите. Кредит: MPA

Последствията от намирането на звезда на Хокинг биха били огромни. Откритието ще бъде първото потвърждение, че първичните черни дупки съществуват – и ако съществуват, тогава може да получим отговора на загадката на тъмната материя, една от най-обърканите в космологията.

"Има основателни причини да смятаме, че звездите на Хокинг ще са често срещани в кълбовидните купове и ултра слабите галактики джуджета", обяснаява професор Матю Каплан (Matthew Caplan), автор на изследването. "Това означава, че звездите на Хокинг могат да бъдат инструмент за тестване както на съществуването на първични черни дупки, така и на възможната им роля като тъмна материя."“

Въз основа на извършените хелиосеизмологични проучвания почти сигурно няма черна дупка в нашето Слънце. Или ако има, трябва да е изключително мъничка. Така че е няма Апокалипсисът ни да дойде от Слънцето. Но може би "някъде там" има звезди на Хокинг, които може да наблюдаваме.

Справка: Caplan, Matthew E., Earl P. Bellinger, and Andrew D. Santarelli. “Is there a black hole in the center of the Sun?” arXiv preprint arXiv: 2312.07647 (2023).

Източници:

Could There Be a Black Hole Inside the Sun?, Brian Koberlein, Universe Today

Some stars could swallow black holes – here's how we can find them By Michael Irving, New Atlas

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !