Les anciens trous noirs peuvent être détectés par les restes d'étoiles à neutrons absorbés

Trou noir dans la vue de l'artiste

L'idée qu'il y a des trous noirs dans l'Univers, dont l'âge est presque égal à l'âge de l'Univers lui-même, est apparue depuis longtemps dans la communauté scientifique. En fait, après tout, dans l'Univers, il y avait suffisamment de matière pour la formation de trous noirs peu de temps après le Big Bang . Néanmoins, ce n'est qu'une hypothèse, qui est difficile à prouver - après tout, les scientifiques n'ont pratiquement aucun outil pour détecter les habitants d'origine de l'Univers.

Récemment, un groupe de physiciens a proposé une méthode inhabituelle pour trouver d'anciens trous noirs. Les scientifiques ont suggéré que ces objets sont tout à fait capables d'absorber les étoiles à neutrons (formés plus tard, oui). Ils ne peuvent pas dépasser eux-mêmes les limites de l'effondrement gravitationnel, mais leur vitesse de rotation est suffisante pour qu'une partie de la substance se détache néanmoins de l'étreinte du trou noir.

Les scientifiques, discutés ci-dessus, ont formalisé leurs hypothèses dans un article et publié dans Physical Review Letters. Un groupe de chercheurs, composé de trois physiciens, suggère que dans certaines conditions, les éléments lourds peuvent dépasser les limites de l'anomalie gravitationnelle et c'est ainsi qu'ils peuvent être détectés.

Les anciens trous noirs ont deux différences fondamentales par rapport à leurs plus jeunes "parents". Tout d'abord, un trou noir ordinaire est formé à la suite de l'effondrement d'une étoile massive. En 1971, Stephen Hawking a suggéré que les anciens trous noirs n'étaient pas formés d'étoiles (ils n'existaient tout simplement pas au stade initial de la formation de l'Univers) mais à la suite de l'effondrement gravitationnel des fluctuations de la densité. Deuxièmement, la masse des anciens trous noirs peut être presque n'importe laquelle, égale à la masse d'une étoile ordinaire, et des milliers de fois supérieure à la masse des supernovae connues. Soit dit en passant, selon certains scientifiques, ce sont les anciens trous noirs qui peuvent être au centre de la matière noire, qu'ils recherchent et ne peuvent pas trouver dans les quantités prédites par les physiciens.

Tout cela est bien, mais, comme mentionné ci-dessus, il est presque impossible de détecter de tels objets sans les outils appropriés. Vous pouvez en parler, mais prouver leur existence par les méthodes habituelles d'astronomie est impossible. La seule façon d'y parvenir est de trouver des traces de l'absorption d'une telle étoile noire par une étoile à neutrons.



Les étoiles à neutrons tournent très rapidement autour de leur axe, faisant une révolution complète en quelques millisecondes. Supposons qu'un tel objet tombe dans un trou noir. Ce dernier ne peut pas absorber une étoile à neutrons immédiatement et sans laisser de trace - les lois de la physique imposent certaines restrictions sur le taux d'absorption de la matière. Du fait de l'interaction de ces deux objets, l'étoile absorbée tournera encore plus vite. Et s'il en est ainsi, la substance qui se trouve à la surface d'une étoile à neutrons près de l'équateur peut à un moment donné atteindre une vitesse suffisante pour dépasser le piège gravitationnel. Les physiciens pensent que dans ce cas, une partie importante de la matière peut éviter l'absorption et aller au-delà de la portée d'un trou noir.

Il est clair que si la substance est dans la composition d'une étoile à neutrons, son état diffère fortement de la composition de la matière ordinaire. Il s'agit en fait de «minuscules» atomes. Par conséquent, après l'éjection, la matière a tendance à reprendre sa forme habituelle, les atomes et la structure standard de la matière sont restaurés. En raison de la nature de ce processus, des atomes d'éléments lourds apparaissent. Selon les auteurs de l'étude, la distribution des éléments lourds dans l'Univers correspond juste à leur hypothèse. Les scientifiques ont effectué la simulation en utilisant leurs hypothèses et ont reçu plusieurs confirmations de l'exactitude de leur hypothèse. Bien sûr, elle a aussi des opposants, mais il y a encore plus ceux qui ont soutenu les calculs de leurs collègues.

De plus, les physiciens affirment que leur hypothèse explique de nombreux phénomènes que la science moderne ne peut expliquer. Ce sont des rafales radio rapides et de l'antimatière dans notre galaxie, et bien plus encore. De plus, les trous noirs eux-mêmes peuvent représenter 10% de la quantité de matière noire que les astronomes avaient précédemment calculée.

DOI: 10.1103 / PhysRevLett.119.061101