Могли ли первичные черные дыры съесть нейтронные звезды

Считается, что первичные черные дыры образовались на ранних этапах эволюции Вселенной. Ни одна из них еще не обнаружена, но если они действительно существуют и их может быть много, почти незаметно дрейфуя по космосу, то они могут составлять темную материю.

Один из возможных способов их поиска — увидеть результаты их деятельности, и новое исследование предполагает, что черные дыры малой массы могут быть захвачены нейтронными звездами и оказаться в ловушке внутри, пожирая их изнутри. Если бы эти странные объекты существовали, то это сделало бы нейтронные звезды менее распространенными в местах, где черные дыры будут размножаться, как это наблюдается вокруг центра Галактики.

Черные дыры — удивительные объекты. Некоторые из них образуются, когда умирают сверхмассивные звезды, другие, возможно, образовались из областей более высокой плотности, когда Вселенная была молодой. Вполне возможно, что они могут составлять часть или даже всю темную материю, которая составляет около 27% массы-энергии Вселенной.

Их открытие, безусловно, поможет объяснить некоторые загадки темной материи, но также поможет объяснить и другие наблюдения; события микролинзирования, корреляции флуктуаций рентгеновского и космического инфракрасного фона, а также скорости массы, вращения и слияния черных дыр, обнаруженные LIGO/Virgo.

В новой статье, ученые исследуют изобилие первичных черных дыр субзвездной массы. Они используют современные методы анализа и исследуют возможность того, что первичные черные дыры могут быть захвачены нейтронными звездами и опуститься в их ядра.

Внимание исследователей было сосредоточено на самом внутреннем парсеке галактики Млечный Путь, галактическом центре. Они выбрали это место для изучения нейтронных звезд, захваченных первичными черными дырами, из-за ожидаемой высокой плотности темной материи и предсказанной популяции пульсаров.

Следует добавить, что большинство нейтронных звезд наблюдаются как пульсары. Пульсары — это просто нейтронные звезды, которые быстро вращаются, и мы видим, что они производят импульсы излучения через короткие промежутки времени, часто от миллисекунды до секунды. Считается, что они должны существовать тысячами, однако на сегодняшний день почти ни один из них не был обнаружен в пределах внутренней области. Неизвестно, почему их так мало, но ученые предполагают, что это может быть связано с разрушением черных дыр.

Миллисекундные пульсары (те, у которых скорость вращения одна из самых высоких) были бы отличным выбором для изучения. Их легко обнаружить, и благодаря спектроскопическим наблюдениям считается, что они существуют в больших популяциях в галактического балджа, вероятно, также недалеко от галактического центра.

Предыдущие предсказания предполагают, что в самой внутренней области центра может существовать 67 долгоживущих нейтронных звезд — рентгеновских двойных звезд, и было показано, что они являются прародителями миллисекундных пульсаров. Поэтому разумно предположить наличие большой популяции в галактическом центре.

Изучение скорости захвата первичных черных дыр нейтронными звездами в центре Галактики является целью статьи, при этом существующие расчеты пересматриваются для получения более реалистичного прогноза. Однако ученые пошли еще дальше и рассмотрела вероятность коллапса нейтронной звезды, учитывая разрушение первичной черной дыры.

Однако они обнаружили, что, улучшив все предыдущие модели, захват первичных черных дыр не может объяснить, почему вокруг центра Галактики так мало пульсаров / нейтронных звезд. Разрушение нейтронных звезд и пульсаров просто не может произойти в течение прогнозируемого времени их жизни.