Космические детонаторы: как первобытные черные дыры могут взрывать звезды
Новая статья, опубликованная в престижном The Astrophysical Journal, бросает вызов традиционным представлениям о том, как возникают сверхновые типа Ia — мощные звездные взрывы, которые служат астрономам «стандартными свечами» для измерения масштабов Вселенной. Согласно классической модели, эти взрывы происходят, когда белый карлик перетягивает matter на себя со звезды-компаньона и превышает предел массы. Однако у этой теории есть несостыковки, оставляющие вопросы к единообразию наблюдаемых вспышек.
Исследование под названием «Сверхновые типа Ia, инициированные первичными черными дырами. I. Влияние на динамику взрыва и кривые блеска» подготовлено доцентом физики Политехнического института SUNY (SUNY Poly) доктором Шинг-Чи Лёном и студентом Сетом Вальтером, изучающим электротехнику и прикладную математику.
Ученые предложили радикально новую гипотезу: сверхновую может спровоцировать крошечная первичная черная дыра (ПЧД) — гипотетический объект, возникший в первые мгновения после Большого взрыва. Несмотря на размеры в несколько нанометров, масса такой дыры может быть сравнима с массой астероида. Если ПЧД пролетит сквозь белый карлик, ее чудовищная гравитация вызовет мощный разогрев вещества, способный запустить неконтролируемую термоядерную реакцию и последующий взрыв.
С помощью сложных компьютерных симуляций команда показала, что такая модель успешно воспроизводит «соотношение Филлипса» — строгую зависимость между яркостью сверхновой и скоростью ее затухания, которая и делает эти события столь ценными для космологии. Это открытие предполагает, что первичные черные дыры могут быть единым механизмом для таких взрывов и, возможно, даже пролить свет на природу темной материи, которая составляет 90% массы Вселенной, но остается невидимой.
«Результаты имеют множество захватывающих последствий, — отмечает доктор Лён. — Наша модель объясняет, как сверхновые типа Ia могут возникать у белых карликов разной массы, соответствует наблюдаемым закономерностям и может стать косвенным доказательством того, что первичные черные дыры являются частью темной материи».
Этот проект также подчеркивает важность вовлечения студентов в реальную науку. Вальтер начал работать с доктором Лёном летом 2024 года в рамках Программы летних научных исследований для бакалавров (SURP), а затем продолжил изыскания как самостоятельный проект. В этом году он представил их находки на международной конференции Американского физического общества в Анахайме, Калифорния.
«Физика всегда меня завораживала, но этот проект действительно открыл мне глаза на масштабы астрофизики, — поделился Сет. — Это был незабываемый первый опыт исследований, который дал мне уверенность для работы над новыми проектами. Я горжусь тем, чего мы достигли вместе».
В планах команды — изучить, как сверхновые, запущенные первичными черными дырами, влияют на химическую эволюцию галактик. В частности, они намерены смоделировать образование и распространение тяжелых элементов, таких как железо, марганец и никель, которые рождаются в недрах звезд и выбрасываются в космос при таких взрывах. Если их модель подтвердится, это перевернет наше понимание не только механизмов звездных взрывов, но и самого происхождения элементов, из которых состоит наш мир. Это исследование — шаг к разгадке тайны темной материи и к пониманию нашей космической истории.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
