Появление тяжелых металлов во Вселенной объяснили действием черных дыр-«паразитов»

Ученые из Центра астрофизики и космических наук в Сан-Диего утверждают, что крошечные черные дыры могут попадать внутрь нейтронных звезд и поглощать их вещество подобно земным паразитам

Как выяснили журналисты «Фразы», этот процесс приводит к появлению тяжелых химических элементов, например, золота, платины и урана.

Как сообщает Phys.org, исследователи предложили новый механизм формирования тяжелых элементов — с участием маленьких черных дыр. Последние являются гипотетическими объектами, которые могли возникнуть как побочный продукт Большого взрыва.

Они же, по мнению ученых, могут составлять некоторую долю темной материи. Если такая черная дыра попадет внутрь нейтронной звезды, то это приведет к выбросу материала, богатого нейтронами. Это может объяснить наблюдаемое обилие тяжелых элементов во Вселенной.

Астрофизики считают, что их точку зрения подтверждает тот факт, что в центрах галактик, где должно быть много черных дыр, нейтронных звезд мало. Кроме того, процесс пожирания должен сопровождаться выбросами излучения, которые могут быть причиной, так называемых, быстрых радиовсплесков.

Отметим, что на данный момент принято считать, что на ранних этапах эволюции Вселенной пространство было заполнено водородом и гелием, из которых начали образовываться первые звезды, в недрах которых синтезировались более тяжелые химические элементы, вплоть до железа.

При этом, по мнению ученых, атомы с большим порядковым номером могут образовываться только при катастрофических событиях, например, сверхновых или слияниях двух нейтронных звезд.

«Для того, чтобы создать золото, платину, уран и большинство других элементов, более тяжелых, чем железо, понадобилась „печь“ другого типа, — убежден астрофизик, профессор физики, руководитель Центра астрофизики и космических наук Сан-Диего Джордж Фуллер. — Эти элементы, скорее всего, сформировались в среде, богатой нейтронами».

«Первичные черные дыры, появившиеся при Большом взрыве, могут вторгнуться в нейтронную звезду и как бы съесть ее изнутри, — продолжил Фуллер. — Тогда в последние миллисекунды кончины нейтронной звезды количество выталкиваемого материала, богатого нейтронами, будет достаточно большим для объяснения изобилия тяжелых элементов во Вселенной. По мере того, как нейтронные звезды поглощаются, они вращаются и выбрасывают холодные нейтроны, которые в ходе декомпрессии нагреваются и создают эти элементы».

«Действительно удивительно, что проявления всех этих, казалось бы, не связанных между собой явлений могут быть связаны с жестоким концом нейтронных звезд от рук крошечных черных дыр», — заключил ученый.

Первичная черная дыра — гипотетический тип черной дыры, которая образовывалась не за счет гравитационного коллапса крупной звезды, но в сверхплотной материи в момент начального расширения Вселенной.

Согласно модели Большого взрыва, после так называемой планковской эпохи давление и температура во Вселенной были сверхвысокими. В этих условиях простые колебания плотности материи были достаточно значительными, чтобы способствовать возникновению черных дыр.

Хотя большинство областей с высокой плотностью в связи с расширением Вселенной удалились друг от друга, первичные черные дыры, будучи стабильными, могли сохраниться до настоящего времени.

Космологами также высказано предположение, что первичные черные дыры с массами в диапазоне от 1014 кг до 1023 кг могут составлять темную материю. Это наиболее тяжелые кандидаты на частицы темной материи.

Чёрные дыры с такими массами (типичный диапазон масс астероидов) включают объекты как достаточно мелкие, чтобы они могли сохраниться до настоящего времени, и при этом достаточно большие, чтобы объяснить наблюдаемый эффект гравитационных линз.