Первичные черные дыры образовались на самых ранних стадиях эволюции Вселенной. Их огромная гравитация может сеять хаос в звездных системах. Они могут передавать энергию в широкие двойные системы, нарушая их орбиты. Подобно небесным хулиганам, их разрушение может привести к экстремальным результатам, таким как выброс звезды, только чтобы быть замененной самой черной дырой! В новой статье изучаются взаимодействия таких систем и рассматриваются способы, которыми мы могли бы их обнаружить.
Было высказано предположение, что в самые ранние моменты после Большого взрыва могли образоваться черные дыры. Они не являются результатом коллапса сверхмассивных звезд, а образовались из флуктуаций плотности материи. Области с большой плотностью просто коллапсировали бы под собственным гравитационным воздействием, образуя то, что было названо первичными черными дырами (ПЧД). Считается, что они различаются по размеру от субатомных до более массивных, чем Солнце.
Действительно ли первичные черные дыры отвечают за темную материю во Вселенной, все еще остается предметом споров. В астрономическом сообществе принято считать, что они не могут отвечать за всю темную материю, но, вероятно, составляют до 10% темной материи в диапазоне планетарных масс (10-7 до 10-3 (массы Солнца.) Требуется дальнейший анализ, чтобы понять, являются ли ПЧД причиной какой-либо темной материи во Вселенной.
Если учитывать большие масштабы, то PBH неотличимы от фона частиц темной материи. В малых масштабах распределение PBH неравномерно по всей Вселенной относительно фона частиц темной материи, и поэтому мы вынуждены искать уникальную и новую теорию. Наблюдать PBH, чтобы понять, насколько близка модель к реальности, сложно, но можно изучать их взаимодействие со звездными системами.
В статье, опубликованной Бадалом Бхаллой из Университета Оклахомы и группой астрономов, они исследуют, как PBH могут терять энергию при взаимодействии с двойными звездными системами. Эти взаимодействия могут привести к одному из 5 возможных результатов;
1: Затвердевание – два связанных объекта теряют энергию в пользу третьего свободного объекта, в результате чего их разделение уменьшается;
2: Размягчение – свободное тело передает энергию связанной системе, в результате чего их разделение увеличивается, но они остаются связанными;
3: Разрыв – свободное тело передает достаточно энергии связанной системе, так что компоненты становятся несвязанными, и все объекты остаются несвязанными;
4: Захват – связанные объекты захватывают свободный объект;
5: Обмен – свободный объект передает достаточно энергии, чтобы освободить один из связанных объектов, и при этом теряет достаточно энергии, чтобы связаться с оставшимся объектом.
Предыдущие исследования изучали смягчение и разрушение в PBH и двойных взаимодействиях, как и модель захвата. Команда предполагает, что закалка также маловероятна, и поэтому изучает возможность модели обмена. Они обнаружили, что модель обмена должна привести к популяции двойных PBH в Млечном Пути, и действительно, некоторые наблюдения намекают на то, что они могут существовать. Команда также предполагает, что может быть возможно обнаружить PBH в двойных системах с субсолнечной массой PBH по свойствам системы. Теперь необходимы наблюдения для проверки модели. Открытие черных дыр в двойной системе может быть обнаруживаемым и в какой-то степени подтвердить выводы.
Источник: Танцы с невидимыми партнерами: трехчастичные обмены с первичными черными дырами
