Это классический рассказ апокалиптической фантастики. Солнце, наш драгоценный источник тепла и света, коллапсирует в черную дыру. Или, возможно, появится случайная черная дыра и поглотит его. Конец близок! Если бы черная дыра звездной массы поглотила наше Солнце, то у нас было бы всего около 8 минут, прежде чем, как говорят дети, это станет реальностью. Но предположим, что Солнце поглотило небольшую первичную черную дыру? Дальше все становится интереснее, и об этом определенно стоит написать статью. arXiv.
Первичные черные дыры — это гипотетические черные дыры, образовавшиеся в самые ранние моменты существования Вселенной. В отличие от черных дыр звездной массы или сверхмассивных черных дыр, первичные черные дыры обычно крошечные, с массой примерно такой же, как у астероида, и размером меньше бейсбольного мяча. Они появляются в некоторых теоретических моделях и используются для объяснения всего: от темной материи до далекой Планеты X. Многие из этих моделей утверждают, что первичные черные дыры встречаются часто, поэтому неизбежно, что звезда в конечном итоге захватит одну из них. Такие звезды с центром черной дыры известны как звезды Хокинга.
Как указывает эта новая работа, захваченная первичная черная дыра изначально почти не оказала бы никакого влияния на звезду, подобную Солнцу. По сравнению с массой Солнца масса астероида могла бы быть пылинкой. Даже если бы это была черная дыра, она не смогла бы быстро поглотить большую часть Солнца. Но со временем это повлияет на ситуацию. Черная дыра в звезде будет поглощать материю в звездном ядре и со временем расти. Если бы она могла быстро расти в космологическом масштабе, то могла бы полностью поглотить звезду. В противном случае это все равно может повлиять на эволюцию и положить конец жизни звезды.
Исследование показывает, что во многом это зависит от начального размера первичной черной дыры. Для тех, кто имеет самый большой диапазон масс, не исключенный наблюдениями, около миллиардной солнечной массы, он может по существу поглотить звезду менее чем за полмиллиарда лет. Если это произошло, то должны существовать черные дыры солнечной массы, которые слишком малы, чтобы образоваться из сверхновых, как традиционные черные дыры звездной массы.
Если первичная черная дыра намного меньше, скажем, менее триллионной солнечной массы, тогда все становится сложнее. Крошечная черная дыра поглотит некоторое количество вещества внутри звезды, но не в быстром темпе. Однако это вызовет возмущение в ядре, нагрев его сильнее, чем просто термоядерный синтез. В результате звезда может раздуться и превратиться в «красную отставшую звезду», которая будет холоднее и краснее, чем обычные звезды-красные гиганты. Вся эта турбулентность в ядре также может повлиять на поверхностную активность звезды. Эффекты будут незначительными, но авторы предполагают, что присутствие первичной черной дыры можно было увидеть с помощью звездной сейсмологии.
Основываясь на проведенных нами гелиосейсмологических исследованиях, на нашем Солнце почти наверняка НЕТ черной дыры. А если и есть, то он должен быть чрезвычайно крошечным. Так что нет необходимости паковать сумку на случай солнечного конца света. Но, возможно, есть несколько звезд Хокинга, если мы только захотим посмотреть.
[^1]: Каплан, Мэтью Э., Эрл П. Беллинджер и Эндрю Д. Сантарелли. «Есть ли в центре Солнца черная дыра?» Препринт arXiv arXiv:2312.07647 (2023).
