U jednom hipotetičkom scenariju, male prapovijesne crne rupe mogle bi biti uhvaćene u procesu formiranja novih zvijezda. Međunarodni istraživački tim predvođen znanstvenicima iz Max Planck Instituta za astrofiziku nedavno je razvio model evolucije takozvanih “Hawkingovih zvijezda” i otkrio da one mogu imati neočekivano dug vijek trajanja, slično u mnogočemu običnim zvijezdama.
Metodom asteroseizmologije moglo bi se identificirati takve zvijezde, što bi ujedno moglo poslužiti kao test za postojanje prapovijesnih crnih rupa te njihovu ulogu u sastavu tamne materije. Zamislimo znanstveni eksperiment: Ako pretpostavimo da je neposredno nakon Velikog praska nastao velik broj vrlo malih crnih rupa, poznatih kao prapovijesne crne rupe, neke od njih mogle bi biti zarobljene tijekom formiranja novih zvijezda. Kako bi takav događaj utjecao na zvijezdu kroz njezin životni ciklus?
“Znanstvenici ponekad postavljaju neobična pitanja kako bi proširili granice znanja,” objašnjava Selma de Mink, voditeljica odjela za zvjezdanu fiziku u Max Planck Institutu za astrofiziku. “Iako ne znamo sigurno postoje li prapovijesne crne rupe, možemo provesti intrigantan misaoni eksperiment.”
Prapovijesne crne rupe formirale bi se u ranim fazama svemira i imale bi širok raspon masa, od onih veličine asteroida do onih s masom tisuća sunaca. One bi mogle biti ključna komponenta tamne tvari, ali i sjeme za supermasivne crne rupe u središtima današnjih galaksija.
U rijetkim slučajevima, zvijezda koja se upravo formira mogla bi uhvatiti malu crnu rupu, poput one s masom asteroida ili malog mjeseca. Takva zvijezda naziva se “Hawkingova zvijezda”, po Stephen Hawkingu, koji je prvi predložio ovu teoriju u svojim radovima sedamdesetih godina prošlog stoljeća.
Crna rupa u središtu Hawkingove zvijezde rasla bi iznimno sporo, jer bi priljev plina, koji hrani crnu rupu, bio usporen zbog odljeva svjetlosti. Tim znanstvenika iz različitih zemalja modelirao je evoluciju ovakvih zvijezda s različitim početnim masama crne rupe i različitim modelima akrecije u središtu zvijezde. Došli su do iznenađujućeg zaključka: kada je masa crne rupe mala, takva zvijezda je praktički neodvojiva od normalne zvijezde u svojim karakteristikama.
“Zvijezde koje na svojem središtu skrivaju crnu rupu mogu imati značajno duži životni vijek nego što se pretpostavljalo,” izjavio je Earl Patrick Bellinger, postdoktorski suradnik na Max Planck Institutu, a sada izvanredni profesor na Sveučilištu Yale, koji je predvodio studiju. “Naše sunce, na primjer, moglo bi imati crnu rupu veličine planeta Merkura u svom središtu, a da to uopće ne primijetimo.”
Glavna razlika između Hawkingove zvijezde i uobičajene zvijezde bila bi u blizini njene jezgre, koja bi postala konvektivna zbog akrecije materijala na crnu rupu. To ne bi mijenjalo značajke zvijezde na njenoj površini te bi izbjeglo detekciju suvremenim tehnologijama. Međutim, takve zvijezde mogle bi se otkriti pomoću relativno novog područja asteroseizmologije, gdje se akustične oscilacije koriste za istraživanje unutrašnjosti zvijezde.
Čak i u kasnijim fazama evolucije, kao što je faza crvenog diva, crna rupa bi mogla proizvesti karakteristične potpise. S nadolazećim projektima poput PLATO, takvi objekti bi mogli biti otkriveni. Ipak, potrebno je provesti daljnje simulacije kako bi se razumjele implikacije smještanja crne rupe unutar zvijezda različitih masa i metalnosti.
Ako su prapovijesne crne rupe zaista nastale uskoro nakon Velikog praska, traganje za Hawkingovim zvijezdama moglo bi biti jedan od načina njihovog otkrivanja.
“Iako se sunce koristi kao primjer u ovom eksperimentu, postoje opravdani razlozi vjerovati da bi Hawkingove zvijezde mogle biti česte u kuglastim skupovima i ultramračnim patuljastim galaksijama,” istaknuo je profesor Matt Caplan sa Državnog sveučilišta Illinois, suautor studije.
“Ovo implicira da bi Hawkingove zvijezde mogle biti ključne u testiranju postojanja prapovijesnih crnih rupa i razumijevanju njihove potencijalne uloge kao sastavnog dijela tamne materije.”
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
