Моделирование показало, что гипотетические чёрные дыры астероидной массы могут захватываться звёздами, уходить в их ядро и либо взрывать их за минуты, либо медленно разрушать без яркой вспышки
Астрофизики продолжают проверять гипотезу о первичных чёрных дырах — объектах, которые могли возникнуть в первые мгновения после Большого взрыва и составлять часть тёмной материи. Их масса теоретически может варьироваться от астероидной до лунной, но их существование не подтверждено наблюдениями.
Новое исследование под руководством Орэ Готлиба (Ore Gottlieb) из MIT рассматривает сценарий, при котором такие чёрные дыры попадают в недра звёзды и начинают влиять на их эволюцию.
Авторы отмечают, что прямое «захватывание» чёрной дыры звездой во время пролёта крайне маловероятно. Однако в системах с планетами возможен более реалистичный механизм: взаимодействия трёх тел, при которых чёрная дыра постепенно оказывается на орбите, пересекающей звезду, и в итоге «проваливается» внутрь неё.
После попадания в звезду чёрная дыра перемещается к её центру и начинает поглощать вещество. В зависимости от условий этот процесс может развиваться по двум различным сценариям.
В первом случае вокруг чёрной дыры формируется аккреционный диск — структура из падающего вещества, которая разогревается и начинает выбрасывать мощные потоки энергии. Возникают ударные ветры и релятивистские джеты, способные разрушить звезду за несколько минут. Такой сценарий приводит к яркой вспышке, похожей на сверхновую, но имеющей иное происхождение и другие временные характеристики.
Во втором сценарии аккреция происходит более медленно и стабильно. Звезда не взрывается, но постепенно перестраивается изнутри, а чёрная дыра продолжает расти, оставаясь скрытой внутри. Внешних ярких сигналов при этом может почти не быть.
Ключевым фактором, определяющим исход, является формирование аккреционного диска и баланс углового момента — насколько быстро и организованно вещество падает на чёрную дыру.
Авторы также отмечают, что разные сценарии могут оставлять наблюдаемые следы. Во «взрывном» случае возможны короткие рентгеновские вспышки, ультрафиолетовое послесвечение и сигналы, похожие на слабые гамма-всплески. В «тихом» варианте система может оставить компактный объект с необычными свойствами, который потенциально можно обнаружить по гравитационным волнам при будущих слияниях.
Хотя такие события, если они происходят, должны быть крайне редкими, они могут стать важным способом проверки гипотезы о первичных чёрных дырах и их роли в составе тёмной материи.