Внутри Солнца обнаружили черную дыру

Новые данные указывают на компактный объект в ядре Солнца

Новое исследование предполагает, что Солнце может иметь «тёмное компактное ядро», что открывает возможность его формирования из крошечной первичной чёрной дыры (или её захвата в какой-то момент). Узнайте, как гелиосейсмология и данные о нейтрино указывают на компактный объект в сердце нашей звезды — и что это может означать для будущего астрофизики.

В нашей статье 2024 года мы исследовали интригующую идею: «Является ли Солнце чёрной дырой?» Теперь новое исследование, опубликованное астрономами Эрлом Беллинджером и Мэттом Кэпланом, добавляет увлекательные детали [1]. Их работа, подробно изложенная в The Astrophysical Journal, показывает, что удивительно правдоподобно предположение о наличии у Солнца компактного тёмного ядра — возможно, даже микроскопической первичной чёрной дыры.

Используя точные солнечные наблюдения, такие как потоки нейтрино и «звуковые волны» Солнца (гелиосейсмология), Беллинджер и Кэплан изучили, как появление небольшого, но чрезвычайно плотного объекта в центре Солнца повлияет на эти измерения. Поразительно, но их анализ показал, что наличие тёмного ядра улучшает соответствие между наблюдаемыми характеристиками Солнца и теоретическими моделями, особенно при учёте солнечных колебаний.

Первичные чёрные дыры (ПЧД) — древние микроскопические чёрные дыры, образовавшиеся сразу после Большого взрыва [2] — являются интригующими кандидатами на роль скрытого ядра Солнца. Эти ПЧД даже могут выделять энергию, мягко влияя на структуру звезды. Вопреки ожиданиям, такие крошечные чёрные дыры не разрушают звезду, а могут спокойно существовать в её центре, незаметно изменяя её эволюцию.

Самое увлекательное в этой идее — то, что она бросает вызов традиционным представлениям: чёрные дыры могут не только существовать внутри звёзд, но и активно питать их. Результаты исследования указывают на то, что наличие скрытого ядра не только возможно, но и потенциально полезно для звёзд, включая наше Солнце.

Физика процесса: как это может работать?

На первый взгляд, идея чёрной дыры внутри Солнца кажется странной. Однако последние исследования показывают, что при добавлении теоретической чёрной дыры в солнечные модели предсказания внезапно лучше совпадают с наблюдениями. В частности, наличие компактного объекта в ядре Солнца повлияло бы на перенос энергии и распространение звуковых волн через его слои. Анализируя эти акустические волны — подобно тому, как мы «слушаем» эхо от удара по колоколу — учёные могут делать выводы о скрытой внутренней структуре Солнца.

Компактный объект не поглотит Солнце разрушительным образом. Вместо этого он будет очень медленно аккрецировать массу, излучая небольшое количество энергии. В течение миллиардов лет этот мягкий процесс будет незаметно влиять на эволюцию звезды. Хотя авторы исследования не делают однозначных выводов о природе «тёмного компактного объекта», они предполагают, что это может быть что угодно — от «тёмных кварковых сгустков» до ПЧД.

Как мы обсуждали в предыдущей статье («Является ли Солнце чёрной дырой?»), первичная чёрная дыра могла бы служить центром нуклеации, запускающим формирование звезды при прохождении через межзвёздную туманность. Интересно, что ПЧД в центре Солнца могут даже объяснить некоторые загадочные солнечные явления, такие как расхождения в потоках нейтрино или неожиданные колебания, которые стандартные модели Солнца не могут полностью описать.

Подтверждение из ультратусклых карликовых галактик

Связанное исследование той же команды, включая астронома Эндрю Сантарелли (опубликовано в декабре 2024 года [3]), укрепляет гипотезу о звёздах с ПЧД в ядре. Эти звёзды получили название «звёзды Хокинга» — в честь Стивена Хокинга, одним из первых опубликовавшего работу о вероятности захвата ПЧД звёздами, подобными Солнцу.

Их исследование показало, что звёзды в небольших древних галактиках — ультратусклых карликовых галактиках — могут естественным образом захватывать первичные чёрные дыры. Со временем эти ПЧД будут медленно аккрецировать вещество звезды, потенциально превращая её в «красного странника» — аномально яркую и старую звезду, а в конечном итоге — в чёрную дыру субчандрасекаровской массы.

Симуляции Сантарелли и его коллег показали, что такие «звёзды Хокинга» могли относительно легко формироваться в карликовых галактиках благодаря высокой плотности тёмной материи и низкой металличности — идеальным условиям для захвата ПЧД. Их результаты также указывают на то, что медленная, но устойчивая аккреция этих чёрных дыр может значительно повлиять на эволюцию звезды, делая этот сценарий правдоподобным не только для Солнца, но и для звёзд по всей Вселенной.

Заключение: Вселенная, питаемая крошечными чёрными дырами?

В совокупности эти исследования предлагают убедительный сценарий, в котором первичные чёрные дыры — не просто теоретическая диковинка, а неотъемлемая часть звёздной эволюции. Если звёзды, включая Солнце, действительно содержат микроскопические чёрные дыры в своих ядрах, это может коренным образом изменить наше понимание их динамики и развития.

Дальнейшие исследования, особенно более детальные наблюдения и усовершенствованное моделирование, будут иметь решающее значение для подтверждения этих идей. По мере того как астрономы продолжают заглядывать в глубины космоса и уточнять наше понимание солнечных явлений, когда-то радикальная гипотеза о чёрных дырах внутри звёзд становится всё более правдоподобной, открывая новую захватывающую главу в астрофизике.

Источники

1. E. P. Bellinger и M. E. Caplan, «The Sun’s Dark Core: Helioseismic and Neutrino Flux Constraints on a Compact Solar Center», ApJ, 2025.

2. B. Carr и др., «Observational Evidence for Primordial Black Holes», Physics Reports, 2024.

3. A. D. Santarelli и др., «Formation of Sub-Chandrasekhar-mass Black Holes via Hawking Stars», ApJ, 2024.