Деякі зірки вибухають через причини, які ми навряд чи розуміємо.
Нові дослідження припускають, що тригером виступає невидимий непроханий гість.
Міжнародна команда вчених виявила, що первинні чорні дірки (ПЧД) можуть спалахувати білі карлики. Цей механізм перетворює стандартні наднові типу Ia на щось зовсім інше. Або, можливо, дещо звичне, але з несподіваною причиною запуску.
Результати, опубліковані в журналі The Astrophysical Journal, пропонують рішення давньої хімічної загадки. Склад Чумацького Шляху не збігається із стандартними моделями. Якщо, звичайно, у справу не втручаються ці чорні примарні дірки.
Що таке первинні чорні дірки?
Це не ті чорні дірки, які можна знайти у центрі галактики.
ПЧД – це гіпотетичні релікти раннього Всесвіту. Вони утворилися з флуктуацій матерії під час космічної інфляції, невдовзі після Великого вибуху.
Вчені розглядають їх як кандидатів на роль темної матерії. Невидимої субстанції, що становить 90% маси у Всесвіті. Ми не можемо їх побачити, але знаємо, що вони, можливо, є.
І, можливо, прямо зараз вони пролітають крізь зірки.
Коли ПЗД рухається через космос, вона може пройти крізь зірку. Гравітація створює інтенсивні припливні сили. У випадку з білим карликом — щільним тілом розміром із Землю, що залишилося від зірки низької маси, — ці сили можуть виявитися катастрофічними.
Тиск різко зростає. Термоядерний синтез запускається неконтрольовано. Бабах. Наднова типу Ia.
Перевірка хімічних відбитків
Керував цим дослідженням Шінг-Чі Леунг (Shing-Chi Leung). Він є викладачем у Політехнічному інституті SUNY та visiting associate scientist в Інституті Каблі з фізики та математики Всесвіту. Він працював разом з Кеніті Номото (Ken’ichi Nomoto), Олександром Kusenko (Alexander Kusenko) та Томохару Судзукі (Tomoharu Suzuki).
Вони не просто будували теорію. Вони порівнювали моделі з дійсністю.
Які найновіші підходять під цей профіль?
Команда вивчила залишки, такі як Тихо (Tycho), Кеплер (Kepler) та 3G 397. Вони аналізували близькі вибухи, включаючи SN 2011fe та SN 2012cg, а також старіші події.
Результати були разючими. Вибухи, ініційовані ПЧД, за світністю та кінематикою дуже нагадували стандартні наднові типу Ia. Це проблема для спостерігачів. Як їх відрізнити?
Дивитися на рештки.
Дослідники проаналізували хімічне багатство у цих залишках та по всій галактиці. Вони сфокусувалися на радіоактивних ізотопах, таких як Ni-56, а також на стабільних елементах, таких як марганець (Mn) та нікель (Ni).
«Наша робота передбачає, деякі наднові, які ми бачимо на небі, можуть бути результатом дії ПЧД… вони залишають багато цікавих слідів у природі».
- Шінг-Чі Леунг
Ці ізотопи є трасерами. Вони розкривають масу і металевість білого карлика, що вибухнув. Під «металічністю» тут мається на увазі кількість більш важких елементів, які були присутні при формуванні зірки. Це хронометр. Спосіб прослідкувати космічну історію.
Недостатній інгредієнт галактики
Ось тут стає цікаво.
Шаблони хімічного збагачення Чумацького Шляху не мали сенсу під час використання виключно стандартних моделей. Зірки демонстрували тренди великої кількості елементів, які не можна було пояснити звичайними темпами освіти наднових.
Але коли дослідники змоделювали сценарій з ненульовою часткою наднових типу Ia, ініційованих ПЧД, математика сходиться.
Хімія галактики нарешті збіглася.
Частина цих зіркових вибухів має бути викликана цими невидимими об’єктами. Навіть якщо ми не можемо побачити самі чорні дірки, їхній вплив записаний у зірках.
Чому це важливо
Це не просто питання виправлення хімічного дисбалансу. Йдеться про розширення нашого уявлення про Всесвіт.
Якщо ПЧД існують (і це дослідження зміцнює цю гіпотезу) вони не просто темна матерія. Вони є активними учасниками космічної еволюції. Вони утворюють хімічний склад галактик. Вони впливають на те, які зірки виживають, а які вибухають.
Команда планує копнути глибше. Наступного разу вони хочуть зрозуміти, як події, ініційовані ПЗД, впливають на загальну популяцію наднових. Якими будуть сукупні темпи? Як часто це відбувається порівняно із стандартними моделями?
У нас ще немає прямого виявлення. Ми робимо висновки про їхню присутність по рубцях, які вони залишають на зірках, що вмирають.
Але рубці реальні. Хімічні відбитки не брешуть.
Десь у просторі чорна діра дрейфує крізь темряву. Проходячи крізь білий карлик, вона чекає на момент, щоб розпалити іскру, яка освітить галактику.
Ми лише вчимося читати дим.
