Vonku môžu byť skutočne malé čierne diery, ktoré požierajú neutrónové hviezdy zvnútra

(Victor de Schwanberg/Science Photo Library/Getty Images)

Drobné, takmer nezistiteľné prvotné čierne diery môže byť jedným z tajomných zdrojov hmoty, ktoré prispievajú k temná hmota . Ich životnosť v otvorenom vesmíre má značné limity, no v posledných rokoch sa astrofyzici pýtali: čo ak sú tieto čierne diery v jadre neutrónových hviezd?

Postupne by takéto čierne diery pribúdali neutrónová hviezda , požierajúc to zvnútra. Tieto hypotetické systémy sa ešte len musia overiť, ale nový predtlačový papier, uverejnené na arXiv a ešte musí byť recenzovaný, vypočítal, ako dlho by toto požieranie trvalo.

To by sa zase mohlo použiť na analýzu súčasnej populácie neutrónových hviezd, aby sa obmedzila povaha čiernych dier považovaných za kandidáta na temnú hmotu – či už sú primordiálne, pochádzajúce z r. Veľký tresk alebo čierne diery, ktoré vznikli vo vnútri neutrónových hviezd.



Aj keď nevieme, čo je temná hmota, je to dosť zásadné pre naše chápanie vesmíru: jednoducho nie je dostatok hmoty, ktorú by sme mohli priamo detegovať - ​​normálnej hmoty - na to, aby sme vysvetlili všetku gravitáciu. V skutočnosti je tu toľko gravitácie, že vedci vypočítali, že približne 75 až 80 percent všetkej hmoty je tmavá.

Tam súpočet kandidátskych častícmôže to byť temná hmota. Primordiálne čierne diery, ktoré vznikli tesne po Veľkom tresku, nie sú jedným z popredných kandidátov, pretože ak by boli nad určitou hmotnosťou, už by sme si ich všimli; ale pod touto hmotnosťou by sa vyparili prostredníctvom emisie Hawkingovo žiarenie dávno predtým.

Čierne diery sú však atraktívnym kandidátom na temnú hmotu: sú nimi tiež mimoriadne ťažké odhaliť ak sa len tak motajú vo vesmíre, len nerobia nič. Takže astronómovianaďalej ich hľadať.

Jedna myšlienka, ktorá bola nedávno preskúmaná, je endoparazitický čierna diera . Sú na to dva scenáre. Jedným z nich je, že prvotné čierne diery boli zachytené neutrónovými hviezdami a klesali až do jadra. Druhým je, že častice temnej hmoty sú zachytené vo vnútri neutrónovej hviezdy; ak sú podmienky priaznivé, môžu sa spojiť a zrútiť sa do čiernej diery.

Tieto čierne diery sú malé, ale nezostali by tak. Tieto malé čierne diery by potom zo svojej útulnej polohy, usadené vo vnútri neutrónovej hviezdy, parazitovali na svojom hostiteľovi.

Tím fyzikov z Bowdoin College a University of Illinois v Urbana-Champaign vypočítal rýchlosť narastania - teda rýchlosť, ktorou by čierna diera pohltila neutrónovú hviezdu - pre rozsah hmotnostných pomerov čiernych dier od troch do deväť. rádovo menej hmotné ako hostiteľ neutrónovej hviezdy.

Neutrónové hviezdy majú teoretickú hornú hranicu hmotnosti 2,3-násobok hmotnosti Slnka , takže hmoty čiernych dier by siahali až do oblasti trpasličích planét.

Pre nerotujúcu neutrónovú hviezdu, ktorá hostí netočiaci sa čiernu dieru, by narastanie bolo sférické. Pri vypočítaných rýchlostiach narastania tímu, čierne diery malé ako 10-dvadsaťjedennásobok hmotnosti Slnka by počas života vesmíru úplne akretoval neutrónovú hviezdu.

To naznačuje, že prvotné čierne diery by už od začiatku vesmíru úplne akretovali svoje hostiteľské neutrónové hviezdy. Tieto časové harmonogramy sú v priamom rozpore s vekmi starých populácií neutrónových hviezd, uviedli vedci.

'Ako dôležitá aplikácia, naše výsledky potvrdzujú argumenty, ktoré využívajú súčasnú existenciu populácií neutrónových hviezd na obmedzenie buď príspevku prvotných čiernych dier k obsahu temnej hmoty vo vesmíre, alebo častice temnej hmoty, ktoré môžu tvoriť čierne diery vo vesmíre.' stred neutrónových hviezd po ich zachytení,“ napísali vo svojich novinách .

Takže výsledkom je ďalšia rana pre prvotné čierne diery; ale to úplne nevylučuje endoparazitické čierne diery. Ak existujú guľôčky častíc tmavej hmoty, ktoré plávajú vesmírom a sú zhlukované do neutrónových hviezd, môžu sa zrútiť na čierne diery a premeniť neutrónové hviezdy na čierne diery, aj keď čítate túto vetu.

A to je strašne úžasné.

Noviny tímu boli uverejnené dňa arXiv .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.