# «Звезды Хокинга»: новая теория о темной материи в ядре Солнца Источник: https://www.youtube.com/watch?v=Q6kJaMf3Lgo Канал: PBS Space Time Опубликовано: 20.12.2023 --- ## Тайная жизнь Солнца: могут ли «звезды Хокинга» скрывать черные дыры? [[JUMP:0:00]] Идея о том, что внутри нашего Солнца может скрываться крошечная черная дыра, постепенно пожирающая его изнутри, звучит как сюжет научно-фантастического фильма. Однако, по словам ведущего канала PBS Space Time, эта гипотеза когда-то всерьез обсуждалась в академических кругах, в том числе самим Стивеном Хокингом. Сегодня современные астрофизики используют эту смелую концепцию, чтобы пролить свет на одну из величайших загадок Вселенной — природу темной материи. --- ## 🕳️ Истоки гипотезы: Стивен Хокинг и солнечные нейтрино [[JUMP:1:31]] В 1971 году Стивен Хокинг опубликовал научную работу, в которой предположил, что в центре звезд могут находиться первичные черные дыры — объекты, возникшие в хаосе ранней Вселенной. В то время эта теория рассматривалась как возможное решение «проблемы солнечных нейтрино». * **Суть проблемы:** Согласно расчетам середины XX века, Солнце должно было излучать гораздо больше нейтрино, чем фиксировали тогдашние детекторы (обнаруживалось лишь около трети ожидаемого количества). * **Идея «черной дыры-двигателя»:** Ученые предположили, что если бы в ядре Солнца находилась черная дыра, она могла бы поглощать материю и высвобождать энергию через излучение. Это позволило бы Солнцу поддерживать светимость, не прибегая к такому интенсивному термоядерному синтезу, что, в свою очередь, объяснило бы недостачу нейтрино. * **Опровержение:** Позже выяснилось, что Солнце вырабатывает достаточное количество нейтрино, просто они «осциллируют» (меняют тип) во время полета к Земле, а ранние детекторы были настроены только на один тип частиц. Необходимость в «черной дыре-двигателе» отпала. --- ## 🌌 Темная материя и поиск первичных черных дыр [[JUMP:4:38]] Хотя проблема нейтрино была решена, интерес к первичным черным дырам (PBH) не угас. Напротив, их существование стало важным кандидатом на роль темной материи. * **Масштабы:** Большинство диапазонов масс для этих объектов уже исключены наблюдениями, но окно масс от $10^{14}$ до $10^{20}$ кг (примерно от среднего до крупного астероида) остается теоретически возможным. * **Гравитационные волны:** Регистрация слияний черных дыр с помощью гравитационных волн также дает повод задуматься: некоторые из зафиксированных событий могли быть вызваны именно первичными черными дырами, а не результатами гибели массивных звезд. --- ## 🔥 «Звезды Хокинга»: что происходит, когда звезда захватывает «гостя» [[JUMP:6:13]] Исследовательская группа под руководством Эрла Беллингера из Института Макса Планка и Мэтта Каплана из Иллинойского государственного университета представила новые модели «звезд Хокинга». * **Эволюция звезды:** Если в газовом облаке, из которого формируется звезда, присутствует черная дыра, она опускается в центр. Первоначально она размером с атом, поэтому не влияет на ранние этапы жизни звезды. * **Процесс «поедания»:** Черная дыра начинает поглощать материю. Энергия, излучаемая при этом процессе, заставляет ядро звезды стать конвективным (бурлящим). * **Рост:** По мере того как черная дыра растет, она потребляет все больше материи, но процесс ограничен — излучение от черной дыры отталкивает окружающий газ. * **Трансформация:** Когда черная дыра достигает массы планеты Уран, объем генерируемой ею энергии сравнивается с энергией термоядерного синтеза. В этот момент звезда начинает «раздуваться», становясь похожей на красного гиганта за миллиарды лет до положенного срока. В итоге синтез в ядре прекращается, и звезда живет только за счет энергии черной дыры, достигая в 4–5 раз большего размера, чем Солнце. --- ## 🔭 Как мы можем их найти? [[JUMP:12:17]] Поскольку прямое наблюдение ядра Солнца невозможно, ученые используют методы астросейсмологии — изучение вибраций (колебаний) звезд. * **Сигнатуры вибраций:** Внутренние потоки плазмы в «звезде Хокинга» будут отличаться от нормальных звезд, что приведет к изменению гармоник. * **Текущее состояние:** Данные о Солнце не показывают наличия такой черной дыры (ее масса должна быть меньше массы Меркурия, чтобы мы этого не заметили). Однако в масштабах Галактики с помощью спутника Gaia можно найти «звезды Хокинга» среди миллиардов других объектов. * **Научная значимость:** Даже если такие звезды не будут найдены, сам факт их отсутствия позволит ученым установить жесткие ограничения на количество первичных черных дыр в космосе, что станет важным шагом в понимании темной материи.