Астрофизици вярват, че в центъра на галактиката има звезди със скрити в тях черни дупки

Когато чуем за черни дупки, веднага се сещаме за драматични сцени: звезда се взривява и се превръща в космическо чудовище, което поглъща всичко по пътя си, но какво, ако някои черни дупки се раждат не с взрив, а тихо, от вътрешността на звезди, които навън продължават да светят, сякаш нищо не им се е случило?

Ново изследване на астрофизици, публикувано в списание Physical Review D, предполага точно такъв сценарий, и той е далеч по-странен и завладяващ от обичайните представи.

Неотдавнашните наблюдения на гравитационни вълни загатнаха за съществуването на черни дупки с маси, по-малки или близки до слънчевата маса. Това е озадачаващо: според класическите модели такива леки звезди не могат да образуват черна дупка – те просто не се промушват през нея. Така че откъде идват тези миниатюрни черни дупки?

Една от хипотезите ги свързва с тъмната материя – мистериозна субстанция, която съставлява по-голямата част от масата на Вселената, влияе на галактиките със своята гравитация, но все още не е пряко открита. Може би тъмната материя се натрупва в звездите с течение на времето и в даден момент ги кара да колабират, образувайки малка черна дупка в центъра на напълно нормална на вид звезда.

Какво ще се случи след това, зависи от самата звезда. Веднага щом в нея се роди черна дупка, тя започва да расте, хранейки се със заобикалящата я материя. Разликата е не само в масата на звездата, но и в скоростта на нейното въртене.

Например, при белите джуджета (плътни остатъци от звезди като нашето Слънце) има три възможни изхода. Ако бялото джудже се върти бавно, материята пада свободно в черната дупка и тя поглъща цялата звезда, превръщайки я в лека черна дупка. Ако скоростта на въртене е умерена, може да се случи нещо екзотично – образуване на сингулярност, обект без хоризонт на събитията, способен да наруши законите на общата теория на относителността. Ако пък бялото джудже се върти много бързо, растежът на черната дупка се забавя. В този случай тя остава вътре, като паразит, който се храни със звездна материя отвътре. На повърхността звездата ще изглежда съвсем нормално, но в ядрото ѝ бавно се развива трансформация, която не може да се види с просто око.

При неутронните звезди всичко е по-просто – те са десетки пъти по-плътни и дори бързото им въртене не може да ограничи растежа на черната дупка. Ако тя се появи там, това е краят: звездата неминуемо се превръща в черна дупка. Такива скрити черни дупки могат да съществуват в продължение на милиарди години във вътрешността на звездите, без да бъдат забелязани. Тяхното присъствие може да се подозира само по косвени признаци: странни гравитационни ефекти, аномално охлаждане или орбитални нередности в двойни системи.

Особено много такива обекти могат да се крият в центъра на нашата Галактика, в т.нар. издутина – област, богата на тъмна материя. Именно там могат да бъдат открити както голи сингулярности, така и „хибридни звезди“ – бели джуджета с малки черни дупки в ядрото си.

Тази теория преобръща представите ни за това как умират звездите и открива неочакван път за изучаване на тъмната материя. В края на краищата, ако такива „тихи“ черни дупки наистина съществуват, те биха могли да бъдат естествени детектори на мистериозна субстанция, която все още не можем да „хванем“. Така че следващия път, когато погледнете звездното небе си струва да си спомните, че някои светила крият много повече, отколкото показват.