新研究表明：一些恒星可能被黑洞“感染”，黑洞會從內(nèi)部摧毀它們 _恒星

年輕的恒星在獵戶座星云中閃耀著生命。新的研究表明，像這樣仍在形成的恒星可能會被古老的黑洞“感染”，導(dǎo)致它們的毀滅。（圖片來源：美國航空航天局/噴氣推進(jìn)實驗室加州理工學(xué)院）
據(jù)美國生活科學(xué)網(wǎng)站（喬納森·吉爾伯特）：一項新的研究表明，宇宙中相當(dāng)大一部分物質(zhì)可能是由遠(yuǎn)古時代的微小黑洞組成的，它們可能正在從內(nèi)而外吞噬恒星。
這項研究旨在解開暗物質(zhì)之謎，暗物質(zhì)是一種難以捉摸的實體，被認(rèn)為占宇宙質(zhì)量的85%，但它不與光相互作用，實際上是不可見的。雖然這種難以捉摸的暗物質(zhì)的性質(zhì)仍然是一個謎，但不乏想法。一個有趣的建議是，它是由原始黑洞（PBH）組成的。在《皇家天文學(xué)會月報》上發(fā)表的一項新研究中，科學(xué)家們調(diào)查了PBH在形成恒星時的影響。
大質(zhì)量恒星死亡時會形成許多黑洞。在超新星爆炸之后，物質(zhì)被緊密地包裹著，其重力克服了爆炸的外力，有時會導(dǎo)致前恒星的核心坍塌成黑洞。在20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們意識到黑洞也可以在大爆炸后的最初幾秒鐘內(nèi)直接從極其致密的物質(zhì)區(qū)域形成。這些原始黑洞的質(zhì)量可能從塵埃粒子的質(zhì)量到太陽質(zhì)量的數(shù)千倍。雖然圍繞PBH還有許多問題沒有得到解答，但科學(xué)家們相信它們可能會構(gòu)成宇宙中缺失質(zhì)量的一部分。
該研究的主要作者、布魯塞爾自由大學(xué)的理論物理學(xué)家Nicolas Esser在一封電子郵件中告訴Live Science，激光干涉儀引力波天文臺及其對應(yīng)的室女座干涉儀首次探測到引力波，為研究這些原始黑洞創(chuàng)造了新的可能性。
Esser和他的合著者研究了當(dāng)質(zhì)量相當(dāng)于一顆大小行星的PBH與恒星形成的巨大氣體云相互作用時會發(fā)生什么。他們發(fā)現(xiàn) ，這種大小的PBH可以被新形成的恒星的引力捕獲，這些PBH將其質(zhì)量聚集在一個不比一滴薄霧大的空間中。

獵戶座的大星云擁有許多恒星形成區(qū)域。（圖片來源：美國國家航空航天局/噴氣推進(jìn)實驗室-加州理工學(xué)院/STScI）
其中一些PBH的軌道會將它們直接拉過正在形成的恒星；每次發(fā)生這種情況，黑洞都會因為摩擦而失去一點速度。在穿過這顆新生恒星越來越稠密的內(nèi)部多次之后，這些微小的黑洞最終被捕獲在恒星內(nèi)部。
以這種方式捕捉PBH的恒星并不過著正常的生活。黑洞開始從內(nèi)部消耗恒星，以氫為燃料，并支持核心的核聚變。
Esser說，恒星物質(zhì)“很可能”會形成一團(tuán)盤旋向黑洞的氣體云，稱為吸積盤。Esser說，所有這些物質(zhì)是否會落入黑洞或引發(fā)爆炸尚不清楚，但這可能“導(dǎo)致可能被探測到的PBH的直接特征” 。
這種宇宙自相殘殺的結(jié)果是：毀滅，尤其是在質(zhì)量約為太陽80%的古老恒星中。Esser驚訝地發(fā)現(xiàn)，這種大小的恒星被破壞的可能性遠(yuǎn)高于較小的恒星。這將導(dǎo)致在可能存在PBH的星系中缺乏更古老、更大的恒星。反過來，這將有助于解釋暗物質(zhì) ，因為“受感染的恒星會變成幾乎看不見的黑洞。”
檢測前景
尋找這種缺陷的最佳地點是在超微弱的矮星系中。根據(jù)Esser的說法，要想探測到足夠多的恒星被黑洞吞噬，“需要高的暗物質(zhì)密度”，并且PBH要緩慢地穿過宿主星系才能被形成的恒星捕獲。“根據(jù)我們的觀測和模型，這些條件目前只在超微弱的矮星系中得到滿足。”

像NGC 1140這樣的微弱矮星系是尋找恒星失蹤跡象的最佳場所。（圖片來源：NASA Goddard）
觀測應(yīng)該能夠確定這些微弱矮星系中恒星的數(shù)量和年齡。
Esser說：“哈勃望遠(yuǎn)鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡都有能力（探測）這種效應(yīng) 。我們目前正在研究歐幾里得望遠(yuǎn)鏡也能探測到它的可能性。” 。如果年齡較大的恒星數(shù)量如預(yù)期，這將有助于科學(xué)家排除這些小行星質(zhì)量的PBH為暗物質(zhì)的可能性。
但如果沒有預(yù)期的那么多，那將是令人興奮的。Esser說：“在超微弱的矮星系中，缺少較老的恒星顯然表明暗物質(zhì)可能是由小行星質(zhì)量的PBH組成的。”同時警告說，可能還有其他解釋。這樣的發(fā)現(xiàn)可能為PBH提供誘人的證據(jù)，也可能有助于解釋宇宙中一些難以捉摸的暗物質(zhì)可能是什么。