Индийские астрофизики предполагают, что черные дыры звездной массы могут возникать не только при взрывах массивных звезд, но также тихо расти внутри них.
Ученые показали, что темная материя способна накапливаться в центрах звезд, постепенно достигая критической плотности и формируя крошечную черную дыру без видимых внешних проявлений. Эта гипотеза объясняет происхождение крошечных черных дыр, существование которых противоречит другим моделям.
Общепринятая теория предполагает, что черные дыры образуются в процессе коллапса звезд с массой не менее восьми солнечных. Однако исследования гравитационных волн показали существование черных дыр с массой меньше Солнца. В своем исследовании астрофизики объясняют их существование через медленный рост внутри звездных остатков.
Некоторые исследования предполагают, что темная материя может медленно накапливаться внутри звезд. Спустя длительное время это может спровоцировать незаметный коллапс, образовав крошечную черную дыру в центре в остальном обычной на вид звезды. Такая черная дыра начинает расти, питаясь окружающей материей.
Ученые смоделировали развитие черных дыр внутри белых карликов — плотных остатков звезд, подобных Солнцу. Оказалось, их судьба зависит от скорости вращения. Медленно вращающиеся белые карлики полностью поглощаются растущей черной дырой, превращаясь в компактный объект малой массы.
При промежуточных скоростях вращения возможен экзотический сценарий — формирование голой сингулярности. Этот объект представляет собой черную дыру без горизонта событий, что нарушает фундаментальные принципы общей теории относительности и может открыть новые законы физики.
Самый удивительный результат ждет быстро вращающиеся белые карлики. В этом случае вращение и внутренняя вязкость звезды препятствуют росту черной дыры, создавая полярные воронки и замедляя процесс аккреции. Результатом становится долгоживущий гибридный объект — обычная звезда с паразитической черной дырой в центре, которая может существовать миллиарды лет.
Варианты эволюции белого карлика с черной дырой внутри в зависимости от массы (горизонтальная шкала) и периода вращения (вертикальная шкала). Изображение: Adarsha, Chakraborty, Physical Review D
Для нейтронных звезд — еще более плотных звездных остатков — ситуация однозначна. Любая черная дыра, возникшая в их центре, быстро поглощает всю звезду, независимо от скорости вращения. Процесс происходит так быстро, что нейтронная звезда может превратиться в черную дыру за короткое время.
Теория предсказывает, что многие обычные на первый взгляд звезды могу содержать в центре медленно растущие черные дыры, которые проявятся только через миллионы или миллиарды лет. Это меняет представления о звездной эволюции и открывает новые направления для астрономических наблюдений.
