Juodosios bedugnės gali slypėti žvaigždėse ir papildoma jų masė gali padėti paaiškinti keistus visatos gravitacinius efektus, priskiriamus tamsiajai materijai

Žvaigždėse gali slypėti Didžiojo sprogimo metu susidariusios juodosios bedugnės. Ši idėja, kurią pirmasis iškėlė Stephenas Hawkingas, galėtų paaiškinti ir tamsiosios materijos prigimtį.

1971 metais fizikas Hawkingas sprendė problemą, susijusią su iš Saulės atskriejančių aukštos energijos dalelių trūkumu. Jis svarstė, kad ši Saulės neutrinų problema galėtų būti išspręsta, jei Saulėje būtų visatos pradžioje susiformavusi maža juodoji bedugnė, vadinamoji pirminė JB. Kai kurie astronomai šią idėją išvystė toliau, bet kai Saulės neutrinų problema buvo išspręsta 2001 m., susidomėjimas JB turinčiomis žvaigždėmis išsivadėjo.

Dabar Earl Bellinger iš Max Planck astrofizikos institute Vokietijoje su kolegomis šią idėją atgaivino kaip įmanoma tamsiosios materijos paaiškinimą, ir suskaičiavo skirtingos masės pirminių JB poveikį jas turinčių žvaigždžių raidai.

Saulės atveju, Bellingeris su komanda iš pradžių atmetė juodąsias bedugnes, kurių masė mažesnė nei tipiškas asteroidas, nes jos neaugtų ir nedarytų pastebimo efekto. Taip pat jie atmetė JB, masyvesnes už pačią Saulę, nes savo žvaigždę jos greitai suvalgytų. Tad, liko JB kurių masė maždaug kaip Merkurijaus ar didesnė, kurios siurbtų materiją ir augtų, bet ne pernelyg greitai.

Tokia JB, kuri siurbia Saulės kurą iš vidaus, verstų žvaigždę augti, nes kurtų galingą šviesos srautą, kuri atstumtų išorinius žvaigždės sluoksnius. Tai per milijonus metų sumažino temperatūrą iki žemesnio lygio, nei reikia termobranduolinei sintezei, kuri palaiko žvaigždę stabilią, sako Bellingeris.

Dėl šio aušinimo efekto visa žvaigždė kunkuliuotų chaotiškai kaip verdantis vandens puodas. Galiausiai tai žvaigždę paverstų reta neįprastai vėsia žvaigžde, vadinama raudonąja atsilikėle. Juodoji bedugnė raudonosios atsilikėlės centre taip pat priverstų ją unikaliai pulsuoti – šią pirmykštės juodosios bedugnės žymę Bellingeris dabar tikisi surasti maždaug 500 dabar žinomų raudonųjų atsilikėlių.

Faktas, kad juodąją bedugnę turinčios žvaigždės turėtų taip pulsuoti, reiškia, kad vargu ar mūsų Saulėje tokia JB yra, nes tokią žymą būtume pastebėję, bet tai nėra neįmanoma.

JB, kuri pernelyg maža, kad būtų galima lengvai pastebėti jos charakteringą žymą, vis viena galėjo veikti Saulės evoliuciją, sako Bellingeris. Tokia JB sumažintų Saulės temperatūrą, išgelbėdama Žemę nuo jos, kai mūsų žvaigždė sunaudos kurą ir virs normalia raudonąja milžine. Tačiau ji vis viena įkaistų pakankamai, kad išgarintų visus Žemės vandenynus ir nužudytų visą gyvybę.

Jei aptiksime kitas žvaigždes, kuriose yra pirminės juodosios bedugnės, tuomet jos galėtų padėti paaiškinti tamsiąją materiją, kuri, kaip manoma, sukelia niekaip kitaip nepaaiškinamus gravitacinius efektus, tarkime, greitesnį galaktikų sukimąsi, nei tuo atveju, jeigu jį lemia tik matoma materija. Jeigu juodosios bedugnės slypi žvaigždėse, papildoma jų masė galėtų prisidėti prie šio efekto paaiškinimo, sako Bellingeris.

Nors žvaigždės su juodosiomis bedugnėmis galėtų teoriškai paaiškinti tamsiąją materiją, darbe daroma didelė prielaida kurią dar reikia įrodyti – kad žvaigždės gali sugriebti pirmykštes juodąsias bedugnes, pažymi Paulo Montero-Camacho iš Tsinghua universiteto. „Pirmines juodąsias bedugnes žvaigždėms sugriebti sunku, nes jos tokios mažos ir taip greitai juda,” sako jis.

Alex Wilkins
www.newscientist.com

Žurnalo nuoroda:
The Astrophysical Journal DOI: 10.3847/1538-4357/ad04de