Първичните черни дупки могат да изхвърлят звезди и да ги заменят като космически хулигани

Ваня Милева Последна промяна на 15 август 2024 в 00:00 3708 0

как биха могли да изглеждат първичните черни дупки

Кредит NASA’s Goddard Space Flight Center
Тази илюстрация показва как биха могли да изглеждат първичните черни дупки. Всъщност черните дупки ще се опитат да образуват акреционни дискове.

Първичните черни дупки са се образували по време на най-ранните етапи от еволюцията на Вселената. Тяхната огромна гравитация може да е довела до хаос в звездните системи. Те могат да прехвърлят енергия в големи двойни системи, нарушавайки техните орбити. Подобно на космически хулигани, те разбалансират орбитите на звездните двойки и могат да доведат например да изхвърлят едната звезда и мястотот ѝ да заеме самата черна дупка.

В нова статия се изследват взаимодействията на подобни системи и се разглеждат начините, по които може да се открият.

Съществува теория, че в най-ранните моменти след Големия взрив е възможно да са се образували черни дупки. Те не са резултат от колапс на свръхмасивни звезди, а са се образували в резултат на колебания в плътността на материята. Области с голяма плътност биха могли да свият под собственото си гравитационно въздействие, образувайки така наречените първични черни дупки (PBH - primordial black holes). Смята се, че размерите им варират от субатомни до такива, които са по-масивни от Слънцето.

Все още се дискутира дали първичните черни дупки наистина са причина за тъмната материя във Вселената. Сред астрономическата общност е общоприето, че те не могат да отговарят за цялата тъмна материя, но вероятно отговарят за до 10 % от тъмната материя в диапазона на планетарните маси (10-7 до 10-3 слънчеви маси).

Дали това са първични черни дупки, които отговарят за част от тъмната материя във Вселената, изисква допълнителен анализ.


Изследователите постигат напредък в картографирането на тъмната материя, но не знаят каква е тя. Това е триизмерна карта на плътността на тъмната материя в локалната вселена, като Млечният път е отбелязан с Х. Точките са галактики, а стрелките показват посоките на движение, получени от реконструирания гравитационен потенциал на тъмната материя. Кредит: Hong et al., doi: 10.3847/1538-4357/abf040.

Ако се вземат предвид големите мащаби, тогава първичните черни дупки са неразличими от фона на частиците тъмна материя. При малките мащаби разпределението на първичните черни дупки не е равномерно във Вселената спрямо фона на частиците тъмна материя и затова се налага да се търси уникална и нова теория. Наблюдението на първичните черни дупки, за да се разбере доколко моделът е близък до реалността, е трудно, но е възможно да се изследват взаимодействията им със звездни системи.

В статия, публикувана от Бадал Бхала (Badal Bhalla) от Университета в Оклахома и екип от астрономи, те изследват начина, по който първичните черни дупки могат да губят енергия при взаимодействие със звездни двойни системи. Тези взаимодействия могат да доведат до един от 5 възможни резултата;

  1. Втвърдяване - двата свързани обекта губят енергия в полза на третия свободен обект, което води до намаляване на разстоянието между тях;
  2. Смекчаване - свободното тяло предава енергия на обвързаната система, което води до увеличаване на разстоянието между тях, но те остават обвързани;
  3. Разкъсване - свободното тяло предава достатъчно енергия на свързаната система, така че компонентите се разделят и всички обекти остават несвързани;
  4. Улавяне - свързаните обекти улавят свободния обект;
  5. Обмен - свободният обект предава достатъчно енергия, за да развърже един от свързаните обекти, и при това губи достатъчно енергия, за да се обвърже с оставащия.

В предишни проучвания са изследвани смекчаването и разкъсването при първичните черни дупки и двойните взаимодействия, както и моделът на улавяне. Екипът предполага, че втвърдяването също е малко вероятно и затова изследва възможността за модела на обмен. Те откриват, че моделът на обмен би трябвало да доведе до популация от двойни двойки с първичните черни дупки в Млечния път и наистина някои наблюдения подсказват, че те може да съществуват. Екипът също така предполага, че може да е възможно да се открият първичните черни дупки с подслънчева маса в двойни системи чрез свойствата на системата. Сега са необходими наблюдения за потвърждаване на модела. Откриването на черни дупки в двойна система може да бъде откриваемо и да допринесе донякъде за обосноваване на резултатите.

Справка: Dancing with invisible partners: Three-body exchanges with primordial black holes; Badal Bhalla, Benjamin V. Lehmann, Kuver Sinha and Tao Xu1, § https://www.arxiv.org/pdf/2408.04697 

Източник: Primordial Black Holes Could Kick Out Stars and Replace Them, Universe today

Виж още за:
Най-важното
Всички новини

Още от Космос

Коментари

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

Няма коментари към тази новина !