Некоторые из старейших черных дыр Вселенной проносятся мимо нашего космического района по меньшей мере раз в десятилетие, увлекая за собой планеты, говорится в новом исследовании. И если ученым удастся их обнаружить, это станет первым доказательством того, что эти черные дыры существуют в виде темной материи.
Черные дыры — области огромной гравитации, которые даже задерживают свет, являются одними из самых странных объектов космоса. Но, пожалуй, самыми странными среди них являются первозданные черные дыры (ПЧД). Астрономы выдвинули гипотезу, что PBH образовались, когда плотные, горячие области пространства разрушились в секунду, следующую за Большим взрывом.
В зависимости от того, когда они родились в этом секундном интервале, ПЧД, по прогнозам, могут иметь массу от сотых долей массы скрепки до массы 100 000 Солнц. Но некоторые ученые считают, что ПБХ с массой между астероидами вроде Юноны и Эроса наиболее важны, поскольку они могут состоять в основном из темной материи — загадочного материала, который склеивает компоненты галактик вместе.
Однако здесь есть проблема. Ни одно астрономическое наблюдение еще не выявило черных дыр такого типа и массы (которые, несмотря на свою астероидоподобную массу, находятся «между размером молекулы водорода и размером средней бактерии», — написали авторы исследования Тунг Тран, Сара Геллер, Бенджамин Леманн и Дэвид Кайзер — все исследователи из Центра теоретической физики Массачусетского технологического института — в совместном электронном письме в Live Science).
Если бы такой PBH столкнулся с Землей, он бы не уничтожил планету. Однако новое исследование, опубликованное в базе данных препринтов arXiv, предполагает, что PBH должны оказывать тонкое воздействие на объекты Солнечной системы.
Если «PBH пролетает мимо планеты, она начинает слегка колебаться или раскачиваться вокруг траектории, по которой она двигалась до пролета», — пишут авторы. Это означает, что расстояние планет от Солнца — или от нас — будет меняться с течением времени. Измерение этих периодических колебаний расстояния может выявить пролет PBH».
Чтобы прийти к такому выводу, исследователи сначала рассчитали, насколько близко PBH должна пролететь мимо какого-либо объекта в Солнечной системе, чтобы изменить свое движение. Они обнаружили, что это расстояние может быть очень большим — до нескольких астрономических единиц или AU (один AU — это расстояние от Земли до Солнца).
Используя данные о положении планет и некоторых лун из базы данных JPL Horizons (в которой записаны положения еще 1 миллиона объектов Солнечной системы), исследователи провели моделирование, чтобы рассчитать, как изменятся траектории планет и лун, если предположить, что PBH с массой астероида приблизится к Солнцу на расстояние 2 AU. За несколько лет орбиты планет и лун отклонились бы примерно на 1 или более дюймов или даже на несколько футов.
Однако обнаружить эти колебания и подтвердить, что они являются результатом пролетов PBH, будет крайне сложно. Оказывается, благодаря многочисленным космическим миссиям у нас есть довольно точные измерения расстояния между некоторыми небесными объектами и Землей — например, марсоходы помогли откалибровать расстояние между Землей и Марсом с точностью до 4 дюймов (10 сантиметров). Но с другими небесными телами дело обстоит иначе. Согласно исследованию, погрешности некоторых измерений очень похожи на расстояния, на которые планеты, скорее всего, столкнутся с ПБХ.
Поэтому даже если бы траектории таких объектов изменились, астрономы не смогли бы сказать, произошло ли это из-за ошибки прибора или из-за реального ПБХ. По словам исследователей, необходимо более точное моделирование и более качественные наблюдения.
Нет комментариев