藝術(shù)家在思想實(shí)驗(yàn)中將一個(gè)小黑洞放在太陽(yáng)中心的印象。鳴謝:uux.cn/維基媒體/知識(shí)共享。洞放到太
（神秘的陽(yáng)里地球uux.cn）據(jù)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)：在一個(gè)假設(shè)的場(chǎng)景中，小的果把個(gè)黑原始黑洞可能被新形成的恒星捕獲。由馬克斯·普朗克天體物理研究所的洞放到太研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在對(duì)這些所謂的“霍金恒星”的演化進(jìn)行了建模，并發(fā)現(xiàn)它們可以擁有驚人的陽(yáng)里長(zhǎng)壽命，在許多方面類似于正常的果把個(gè)黑恒星。這項(xiàng)工作發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。洞放到太
星震學(xué)可以幫助識(shí)別這樣的陽(yáng)里恒星，這反過(guò)來(lái)可以測(cè)試原始黑洞的果把個(gè)黑存在及其作為暗物質(zhì)組成部分的作用。
讓我們做一個(gè)科學(xué)練習(xí):如果我們假設(shè)大量非常小的洞放到太黑洞是在大爆炸之后產(chǎn)生的(所謂的原始黑洞)，其中一些可能是陽(yáng)里在新恒星形成過(guò)程中被捕獲的。這將如何影響恒星的果把個(gè)黑壽命？
“科學(xué)家有時(shí)會(huì)問(wèn)一些瘋狂的問(wèn)題，以便了解更多，洞放到太”馬克斯·普朗克天體物理研究所(MPA)恒星部主任塞爾瑪·德明克說(shuō)。陽(yáng)里“我們甚至不知道這樣的原始黑洞是否存在，但我們?nèi)匀豢梢宰鲆粋€(gè)有趣的思想實(shí)驗(yàn)。”
原始黑洞會(huì)在宇宙早期形成，具有很大的質(zhì)量范圍，從一些小行星到數(shù)千個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。它們可能構(gòu)成暗物質(zhì)的重要組成部分，也是現(xiàn)今星系中心超大質(zhì)量黑洞的種子。
在極小的概率下，一顆新形成的恒星可以捕獲一個(gè)質(zhì)量相當(dāng)于小行星或小衛(wèi)星的黑洞，然后占據(jù)恒星的中心。這樣的恒星被稱為“霍金星”，以斯蒂芬·霍金的名字命名，他在20世紀(jì)70年代的一篇論文中首次提出了這一想法。

基彭哈恩圖顯示了有和沒(méi)有中心黑洞時(shí)太陽(yáng)內(nèi)部的演化。左圖顯示了質(zhì)量分布，標(biāo)明了能量產(chǎn)生和傳輸?shù)膮^(qū)域。右邊的面板顯示了徑向分布，顯示了光球半徑(黑線)和太陽(yáng)半徑(水平虛線)。頂部的面板對(duì)應(yīng)于一個(gè)正常的太陽(yáng)演化模型，該模型從MS演化到核心氫耗盡，再到氫殼燃燒成為紅巨星。底部的面板顯示了一個(gè)與現(xiàn)在的太陽(yáng)一致的模型，在它的中心有一個(gè)黑洞在生長(zhǎng)。核聚變(紅色)提供了大部分的太陽(yáng)光度，直到黑洞有足夠的質(zhì)量來(lái)抑制反應(yīng)。黑洞驅(qū)動(dòng)對(duì)流(陰影)，混合核心最里面的部分，最終整個(gè)恒星。請(qǐng)注意面板之間y軸刻度的差異。鳴謝:uux.cn/天體物理學(xué)雜志(2023)。DOI: 10.3847/1538-4357/ad04de
這種霍金恒星中心的黑洞只會(huì)緩慢增長(zhǎng)，因?yàn)榱魅牒诙吹臍怏w受到流出光度的阻礙。一個(gè)國(guó)際科學(xué)家小組現(xiàn)在已經(jīng)用不同的黑洞初始質(zhì)量和不同的恒星中心吸積模型模擬了這樣一顆恒星的演化。他們的驚人結(jié)果是:當(dāng)黑洞質(zhì)量很小時(shí)，這顆恒星基本上與普通恒星沒(méi)有區(qū)別。
領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的是耶魯大學(xué)MPA博士后、現(xiàn)任助理教授厄爾·帕特里克·貝林格，他說(shuō):“中心有一個(gè)黑洞的恒星可以活得出奇的長(zhǎng)。”“我們的太陽(yáng)甚至可能在我們沒(méi)有注意到的情況下，在其中心有一個(gè)和水星一樣大的黑洞。”
這種霍金恒星和普通恒星之間的主要區(qū)別是在核心附近，由于黑洞的吸積，核心會(huì)變成對(duì)流的。它不會(huì)改變恒星表面的性質(zhì)，也不會(huì)避開目前的探測(cè)能力。然而，使用相對(duì)較新的星地震學(xué)領(lǐng)域可以探測(cè)到它，天文學(xué)家正在使用聲波振蕩來(lái)探測(cè)恒星的內(nèi)部。
同樣在它們后來(lái)的演化過(guò)程中，在紅巨星階段，黑洞可能會(huì)產(chǎn)生一些特征信號(hào)。隨著即將到來(lái)的項(xiàng)目，如柏拉圖，這樣的對(duì)象可能會(huì)被發(fā)現(xiàn)。然而，需要進(jìn)一步的模擬來(lái)確定將黑洞放入不同質(zhì)量和金屬含量的恒星中的意義。
如果原始黑洞確實(shí)是在大爆炸后不久形成的，那么尋找霍金恒星可能是找到它們的一種方法。
“盡管太陽(yáng)被用來(lái)鍛煉，但有充分的理由認(rèn)為霍金恒星在球狀星團(tuán)和超暗矮星系中很常見(jiàn)，”伊利諾伊州立大學(xué)的馬特·卡普蘭教授指出，他是這項(xiàng)研究的合著者。
“這意味著霍金恒星可以成為一種工具，用于測(cè)試原始黑洞的存在，以及它們作為暗物質(zhì)的可能作用。”

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