При поглощении приморской черной дыры (PBH) звездой возникают две возможные судьбы, каждая из них приводит к разрушению звезды. Согласно новым моделям, если звезда захватывает PBH, черная дыра либо быстро разрушает звезду, либо постепенно поглощает её материал. Эти сценарии представляют собой важное направление исследований в астрономии, связанное с пониманием темной материи и эволюции звезд.
ПРИМОРСКИЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И ИХ РОЛЬ В КОСМОСЕ
Приморские черные дыры, по теории, образовались в ранней Вселенной в условиях, значительно отличающихся от сегодняшних. Они не имеют звездных предшественников и формируются в результате прямого коллапса плотно упакованной субатомной материи. Исследователи предполагают, что PBH могут составлять часть темной материи, хотя их размеры остаются предметом дебатов. Оценки показывают, что они могут быть настолько малы, что звезды в состоянии их поглотить.
К одним из последних научных исследований на эту тему относится работа «Жизнь и смерть звезд, поглощающих приморские черные дыры», которую возглавил Оре Готтлиб из MIT. Ученые изучили разные сценарии захвата PBH звездами, используя 3D магнитогидродинамические симуляции и модели эволюции звезд.
Важность системы «три тела»
Исследования показали, что захват PBH происходит гораздо чаще в системах «три тела». Прямой захват черных дыр малых размеров звездами происходит очень редко. Напротив, взаимодействие в трехтелах создает условия, при которых PBH может быть захвачена в гравитационном поле звезды.
Судьба звезды после поглощения PBH зависит от ее аккреции и обратной связи. Наиболее вероятные сценарии можно разделить на два пути, каждый из которых ведет к тому, что звезда в конечном итоге будет разрушена.
ДВА ПУТИ: ВЗРЫВ И ТИХОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
При первой судьбе PBH достигает центра звезды и начинает активно поглощать звездный материал, формируя аккреционный диск. Этот процесс вызывает мощные дисковые ветры и релятивистские джеты, которые могут разрушить звезду, вызывая взрыв. В результате возникает «временный Хокинг-звезда», мимолетное явление, которое может быть зарегистрировано астрономами.
Во втором случае, если аккреция происходит медленно, звезда может существовать в практически устойчивом состоянии, изменяя свои характеристики, но не подвергаясь немедленному разрушению. Здесь PBH будет иметь массу, соответствующую усвоенному звездному материалу при этом, без ярких проявлений.
ДИСК ФОРМИРУЕТ СУДЬБУ
Ключевым моментом в различии путей является аккреционный диск, который формируется в результате ангулярного момента. Если скорость аккреции превышает определенный порог, звезда подлежит разрушению. Если же аккреция происходит медленно, «Хокинг-звезда» может выжить.
Наблюдения одной и второй ветки имеют различные последствия. Взрывная ветка, как ожидается, оставит за собой низкомассовую, быстро вращающуюся черную дыру, тогда как «тихая» ветка создает остаток, близкий по массе к поглощенной звезде.
Перспективы исследовательской деятельности в этом направлении бесконечны. Научные работы показывают, что как захват PBH, так и обратная связь внутри звезд могут стать основой для дальнейших исследований.
Таким образом, текущее исследование служит своего рода маршрутом, который указывает на ключевые факторы и точки решения, определяющие, станет ли Хокинг-звезда тихой или взрывной.
