В рамках новой научной работы авторы высказали предположение о том, что некоторые звезды могли образоваться вокруг маломассивных первичных черных дыр. Проведя расчеты, имитирующие эволюцию таких звезд, они обнаружили, что в ядре Солнца может располагаться черная дыра.
Звёздные черные дыры, по массе сравнимые со звездами, возникают в результате гравитационного коллапса ядра массивной звезды после её жизненного цикла или в процессе слияния звёзд. Астрономические наблюдения позволяют выявлять такие объекты, однако черные дыры, сопоставимые по массе с планетами или спутниками, пока не обнаружены, что вполне закономерно, поскольку они должны обладать очень малым размером. Тем не менее, согласно утверждениям некоторых исследователей, малые черные дыры могли возникнуть сразу после Большого взрыва.
Первичные черные дыры – это исключительно гипотетические объекты. Считается, что они могли возникнуть в результате прямого сжатия материи в чрезвычайно плотных и случайно образовавшихся областях молодой Вселенной. Согласно расчетам, их количество могло быть значительным.
За миллиарды лет, прошедшие с момента зарождения Вселенной, существовали малые черные дыры, чья масса не превышала 10 12 килограммов должны были «испариться» излучением Хокинга. А вот более массивные не должны были сильно измениться в своей массе. Поэтому есть предположения, что первичные черные дыры массой 10 14-1020 килограммов (сопоставимо с массой астероидов) могут составлять часть темной материи. При такой массе они должны быть размером с атом водорода.
Предположение о том, что некоторые из этих изначальных черных дыр могли находиться в центре звезд, не является новой. Ранее, в 1971 году, Стивен Хокинг рассчитал, что Солнце могло поглотить объект, масса которого достигала 10 14 килограммов, и тогда часть его светимости можно объяснить аккрецией на поверхность первичной черной дыры.
Несмотря на то, что существование черной дыры в центре нашей звезды представляется маловероятным, Эрл Беллингер, сотрудник Института астрофизики Макса Планка (Германия), решил смоделировать теоретическое развитие подобного объекта. Как утверждает ученый, этот замысел возник у него навела песня Black Hole Sun группы Soundgarden. Результаты работы опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
По расчетам, проведенным Беллингером и его командой, черная дыра, сравнимо с Церерой или Плутоном по массе (около 10 21 килограммов), попавшая в центр звезды, сможет значительно нарастить свою массу всего за несколько сотен миллионов лет. При этом падающая в дыру материя сформирует диск, который за счет трения разогреется и начнет светиться.
Как отмечает один из авторов публикации, Мэтт Каплан, теоретик из Университета штата Иллинойс (США), при достижении объектом массы, сопоставимой с земной (около 10 24 килограммов), звезда превратится в объект, который получает большую часть своей энергии от черной дыры. Исследователи предложили назвать такие тела «звездами Хокинга».
Согласно результатам моделирования, установлено, что черная дыра, расположенная в центре, оказывает незначительное воздействие на начальные стадии развития звезды. В связи с этим, Солнце также может рассматриваться как «звезда Хокинга», содержащая в своей основе черную дыру, масса которой сопоставима с массой астероида.
Согласно сделанным авторами выводам, данный объект способен существовать в форме субсубгиганта в течение миллиардов лет или красного страгглера. По мнению ученых, для различения «звезд Хокинга» и стандартных звезд можно использовать особенности колебаний, возникающих на их поверхности.
Следует отметить, что исследователи проанализировали лишь ориентировочные модели развития звезд при различных массах первичных черных дыр, применяя программы, не учитывающие физику аккреции мельчайших черных дыр. В связи с этим, они рекомендовали разработчикам программного обеспечения добавить возможность проведения подобных теоретических вычислений.