Los agujeros negros parásitos podrían comerse las estrellas desde el interior: ScienceAlert

Podría haber un filtro de materia oscura inusual acechando dentro de las estrellas, devorándolas lentamente desde adentro hacia afuera.

Un nuevo artículo dirigido por el astrofísico Earl Bellinger del Instituto Max Planck de Astrofísica y la Universidad de Yale sugiere que los agujeros negros muy pequeños que se formaron en los albores de los tiempos podrían haberse fusionado en estrellas similares al Sol y permanecieron en su núcleo desde entonces. , devorando gradualmente material y convirtiéndolo en más agujeros negros.

Todo esto es muy hipotético, por supuesto. Pero el estudio examina el efecto de tal intrusión en estas estrellas y cómo podemos identificarlas en el universo, si ocurren.

«Descubrimos que estos objetos pueden tener una vida sorprendentemente larga: los agujeros negros más ligeros no tienen ningún efecto sobre la evolución de las estrellas, mientras que los agujeros negros más grandes consumen la estrella con el tiempo para producir una serie de consecuencias observables». Los investigadores escriben en su artículo..

«Las estructuras internas únicas de las estrellas que albergan agujeros negros pueden hacer posible que la astrosismología los detecte, si es que existen».

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El universo está lleno de agujeros negros de diferentes tamaños. Hemos visto agujeros negros con dominios de masa estelar, que probablemente se formaron a partir del colapso del núcleo de una estrella masiva al final de su vida, y de sus fusiones. Hay monstruos enormes, de millones a miles de millones de veces la masa del Sol, acechando en el corazón de cada galaxia. Hay agujeros negros con masas intermedias, esquivos pero que aparecen en números cada vez mayores.

Lo que no hemos encontrado son en realidad agujeros negros muy pequeños, con masas similares a las de los planetas, lunas o asteroides. Estos objetos no tienen suficiente masa y, por tanto, suficiente gravedad para colapsar en algo denso como un agujero negro.

Pero, en teoría, hay una forma en que podrían formarse pequeños agujeros negros.

Según una teoría desarrollada por Stephen Hawking en la década de 1970 y ampliada por otros científicos desde entonces, los mini agujeros negros podrían haberse formado en el primer segundo aproximadamente después del Big Bang, cuando la materia en el universo todavía estaba caliente y lo suficientemente densa como para que se formaran motas. forma. El exceso de densidad puede colapsar en inevitables zonas de espacio-tiempo.

Adónde se fueron estos agujeros negros «primordiales», si es que existieron, sigue siendo un misterio, pero serían una clara explicación de la gravedad adicional en el universo que atribuimos a la materia oscura.

Algunos científicos piensan que podrían terminar dentro de estrellas de neutrones, asentados en los núcleos y masticando como una tenia cósmica alienígena.

Bellinger y sus colegas querían investigar la posibilidad Agujero negro parásito, no en un remanente estelar muerto como una estrella de neutrones, sino en una estrella viva incrustada en la secuencia principal como el Sol. El propio Hawking sugirió esto. El Sol podría albergar un agujero negro primordial. Otros científicos realizaron análisis teóricos y determinaron que A El agujero negro primordial devorará una estrella desde el interior.

Para su análisis, Bellinger y su equipo calcularon qué pasaría con una estrella de entre 0,8 y 100 masas solares que se formara alrededor de un agujero negro primordial con la masa de una estrella. También realizaron las primeras simulaciones evolutivas totalmente numéricas de estrellas similares al Sol con agujeros negros primordiales acechando en sus núcleos.

Los investigadores descubrieron que los agujeros negros más pequeños tendrían dificultades para crecer. Se necesitarían miles de millones de años para que el agujero negro consumiera la estrella.

Pero un agujero negro con la masa de un planeta enano sería mucho más siniestro. Comenzará a consumir el núcleo de una estrella similar al Sol, con material arremolinándose a su alrededor para formar un disco que comenzará a producir cantidades masivas de luz y calor.

Dentro de mil millones de años, la fusión nuclear ya no dará energía a la estrella; En cambio, esta estrella será alimentada por el disco de acreción que orbita alrededor del agujero negro. Irónicamente, toda la luz de la estrella será producida por el agujero negro. Los investigadores han llamado a este hipotético tipo de estrella estrella Hawking.

La estrella de Hawking se comporta de forma algo similar a una estrella normal, con algunas diferencias clave. Sus capas externas se inflarán para formar una gigante roja, tal como se espera que lo haga el Sol cuando la fusión nuclear comience a extinguirse al final de su vida. Pero su temperatura será más fría de lo que podríamos esperar de una estrella así. Curiosamente, ya hemos encontrado estrellas gigantes rojas inusualmente frías en la Vía Láctea. Se les llama radicales rojos.

Los investigadores dicen que podemos estudiar estas estrellas para buscar firmas del motor del agujero negro. Se espera que la acreción de agujeros negros produzca patrones acústicos diferentes dentro de la estrella que la fusión, lo que puede detectarse con cambios sutiles en el brillo en la superficie de la estrella. En este momento se desconoce cómo se ven los cambios de brillo; Los investigadores pretenden abordar esta cuestión en un artículo futuro.

«Esto representa una oportunidad para detectar tales objetos o establecer límites a su número y tasa de captura». Los investigadores escriben.

“En futuros trabajos también se explorarán las implicaciones para estrellas en etapas evolutivas más avanzadas, los resultados numéricos para estrellas con diferentes masas y metalicidades, y las investigaciones de poblaciones estelares”.

La investigación fue publicada en Diario astrofísico.