Современная астрономия активно исследует тайны Вселенной, и одной из самых интригующих её частей становятся первичные чёрные дыры. Эти загадочные объекты, появившиеся на самом рассвете Вселенной, могут значительно воздействовать на звёздные системы. Недавно опубликованная работа учёных из Университета Оклахомы проясняет взаимодействие первичных чёрных дыр со звёздными системами и предлагает новые методы их обнаружения.
Массивная гравитация первичных чёрных дыр способна создавать хаос в звёздных системах, передавая энергию вширокие двойные системы и нарушая орбитальные траектории, что в конечном итоге может привести к выбросу звезды из её родной системы.
Предполагается, что чёрные дыры возникли в самые ранние моменты после Большого взрыва. Они формируются не за счёт коллапса массивных звёзд, а из-за флуктуаций плотности материи, при которых плотные регионы гравитационно коллапсируют, образуя первичные чёрные дыры (ПЧД). Эти объекты могут иметь размеры от субатомных частиц до масс, превышающих солнечную массу.
Вопрос о том, являются ли первичные чёрные дыры составной частью тёмной материи, остаётся открытым для дебатов. В астрономическом сообществе считается, что ПЧД не могут объяснить всю тёмную материю, но, возможно, отвечают за 10% её массы в диапазоне планетарных масс (от 10^-7 до 10^-3 солнечных масс). Для окончательного ответа на вопрос о доле ПЧД в составе тёмной материи требуется дальнейший анализ.
На большом масштабе ПЧД неотличимы от фона частиц тёмной материи. В малых масштабах распределение ПЧД неравномерно по всей Вселенной относительно фона частиц тёмной материи, и поэтому учёные вынуждены искать новую теорию. Наблюдать ПЧД сложно, но их взаимодействие со звёздными системами может предоставить ценную информацию.
Работа Бадала Бхаллы и команды астрономов из Университета Оклахомы, размещенная на сервере препринтов arXiv, изучает, как ПЧД могут терять энергию при взаимодействии с двойными звёздными системами. Эти взаимодействия могут привести к пяти различным сценариям: затвердеванию, смягчению, разрыву, захвату или обмену.
В предыдущих исследованиях основное внимание уделялось смягчению и разрушению в PBH и бинарных взаимодействиях, а также модели захвата. Команда предполагает, что упрочнение маловероятно, и поэтому исследует возможность модели обмена.
Исследование показало, что модель обмена может приводить к образованию популяции двойных ПЧД во Млечном Пути, и некоторые наблюдения подтверждают их наличие. Команда также считает, что возможно обнаружить ПЧД в двойных системах с субсолнечной массой ПЧД на основании характеристик системы.
Обнаружение ПЧД в двойной системе может подтвердить модель и пролить свет на их роль во Вселенной. Астрономы надеются, что дальнейшие исследования помогут раскрыть загадку первичных чёрных дыр и их функцию в космическом применении.
Источник: iXBT
