Первичные черные дыры могут уничтожать звезды за минуты
Международная команда астрофизиков представила первую глобальную модель эволюции звезд, захвативших первичные черные дыры (PBH). Эти объекты массами от 1017 до 1023 граммов остаются кандидатами в темную материю. Исследователи объединили аналитические расчеты, модели звездной эволюции, 3D-симуляции и синтез популяций.
Судьба таких систем раздваивается. Если PBH успевает сформировать аккреционный диск до поглощения звезды, происходит взрывное разрушение. Если же дыра захвачена слишком поздно или растет медленно, она поглощает звезду незаметно. Захват происходит в основном за счет трехчастичных взаимодействий с планетой-гигантом или звездой-компаньоном.
Для звезды солнечного типа с планетами-аналогами Юпитера критическая масса PBH, способной разрушить звезду за время жизни на главной последовательности, составляет около 1022 граммов. Более легкие дыры требуют более тесных компаньонов. Оказавшись в центре, PBH растет за счет неэффективной сферической аккреции Бонди.
Если дыра достигает порога углового момента до того, как поглотит звезду, вещество закручивается в диск. Это становится точкой невозврата: дисковые ветры и релятивистские джеты мощностью 1045–1050 эрг/с разрушают звезду за минуты. Наблюдаемые транзиенты включают дневной ультрафиолетовый/голубой сигнал, радио-послесвечение и, если джет вырывается, рентгеновскую вспышку или слабый гамма-всплеск (XRF/llGRB).
Расчеты показали, что при разумной доле PBH в темной материи и оптимистичных предположениях о захвате частота таких событий может достигать частоты слабых гамма-всплесков. Остатки — черные дыры малой массы (0.01–1 M?) с высоким спином — становятся новым зондом для поиска PBH и возможным источником слияния черных дыр субсолнечной массы.
Работа опубликована на сервере препринтов arXiv (2606.02700) и открывает путь к идентификации PBH через взрывные разрушения звезд. Дальнейшие наблюдения в мультимессенджерном режиме помогут проверить модель.
