חורים שחורים קדומים יכולים לצרוך כוכבי לכת מבפנים, טוענים לפיזיקאים

חורים שחורים ראשוניים (PBHs) עלולים להיתפס על ידי כוכבי לכת סלעיים ואסטרואידים, שם הם עלולים לצרוך את הליבות הנוזליות שלהם ולהשאיר אותם חלולים, הציע צוות פיזיקאים.

בעידן הנוכחי של היקום נוצרים חורים שחורים כאשר כוכבים ענקייםנגמר הדלקומתמוטטות תחת כוח המשיכה של עצמם. זה מציב גבול לכמה קטן יכול להיות חור שחור כוכבי ביקום הנוכחי; הם צריכים להיווצר מכמויות גדולות של מסה מתעבות לאזור קטן אחד, ומתרחשים רק מכוכבים פי 20 ממסת השמש.

חורים שחורים ראשוניים, לעומת זאת, הם חורים שחורים היפותטיים שמוצעים להיווצר בשניות הראשונות של היקום, כאשר כל החומר שימשיך ליצור את הכוכבים והגלקסיות היה ארוז יותר יחד.

"באותו רגע, אולי כיסי חומר לוהט היו צפופים מספיק כדי ליצור חורים שחורים, פוטנציאליים עם מסות שנעות בין פי 100,000 פחות ממהדק ועד פי 100,000 יותר מזה של השמש."נאס"א מסבירה. "ואז כשהיקום התפשט והתקרר במהירות, הסתיימו התנאים ליצירת חורים שחורים בדרך זו." אם הם אכן נוצרו - ומעולם לא גילינו אחד כזה - ייתכן שהם עדיין יכולים להיות שם בחוץ.

חורים שחורים ראשוניים אלה הוצעו כמועמדים לחומר אפל, אם כי מעולם לא גילינו אחד כזה עד היום. במאמר חדש, צוות הציע דרך לחפש אותם; על ידי חיפוש אחר כוכבי לכת או אסטרואידים שהם נכנסו אליהם וחללו.

הרעיון פשוט יחסית. אם הם קיימים ומשוטטים בקוסמוס, חורים שחורים ראשוניים עלולים להילכד בתוך עצם במהלך או לאחר היווצרותו.

"אם לאובייקט יש ליבה מרכזית נוזלית, אז PBH שנלכד יכול לספוג את הליבה הנוזלית, שצפיפותה גבוהה מצפיפות השכבה המוצקה החיצונית", דג'אן סטויקוביץ', פרופסור לפיזיקה באוניברסיטת באפלו קולג' לאמנויות ומדעים הוסבר באהַצהָרָה.

לאחר חלול הליבה המרכזית, ה-PBH עלול להתנתק ממקומו, למשל כתוצאה מאירוע פגיעה, ולהשאיר מאחוריו מבנה חלול. למרות שניתן לצפות באופן סביר שמבנה כזה יהיה לא יציב, בהסתכלות על החוזק ומתח הפנים של חומרים טבעיים כמו גרניט וברזל, הצוות מצא שהוא יכול להיות יציב בתנאי שהעצם הוא פחות מעשירית מרדיוס כדור הארץ.

"אם זה יהיה יותר גדול מזה, זה הולך לקרוס", הוסיף סטויקוביץ'.

בנוסף לכך, PBHs יכלו פשוט לעבור דרך חפצים מבלי לגרום נזק רב מדי, ולא לחלול אותם מבפנים.

"ייתכן גם שעצם כמו אסטרואיד הוא מוצק לחלוטין ללא ליבה נוזלית. במקרה כזה, האינטראקציה עם PBH לא תגרום לכדור חלול", כתב הצוות במחקרם. "מכיוון שחתך הרוחב של [PBHs] קטן מאוד, PBH מהיר מספיק סביר להניח שייצור מנהרה ישרה לאחר שיעבור דרך האסטרואיד. לפיכך, קיומן של מנהרות ישרות באסטרואיד יכול להיות גם סימן של אינטראקציה עם PBH."

למרות שהרעיון נשמע קצת בחוץ, זה ייתן לאסטרונומים משהו לחפש.

"מעניין שחלק מהאסטרואידים כמו Bennu ו-Ryugu הם אולי חלולים בגלל צפיפות המסה הנמוכה שלהם", כותב הצוות, "אם כי ההסבר הסביר ביותר לצפיפות הנמוכה שלהם הוא מבנה ערימת ההריסות שלהם, הגילוי והתכונות הנמדדות שלהם מרמזים ש טכניקות החיפוש כבר קיימות עבור סוג זה של אסטרואידים."

חיפוש חתימות כאן על כדור הארץ עשוי להיות מעט יותר קל, כשהצוות מציע כי PBHs זעירים שעוברים בכדור הארץ ישאירו מנהרות זעירות. בשיטת הזיהוי הפשוטה ביותר, נוכל לחפש את החורים הללו בסלעים ובמבנים ישנים, או אפילו רק על ידי ניטור לוח מתכת גדול ושטוח אחר מנהרות זעירות לאורך זמן.

"הסיכוי למצוא את החתימות הללו קטן, אבל חיפוש אחריהם לא ידרוש משאבים רבים והתמורה הפוטנציאלית, העדות הראשונה לחור שחור קדמון, תהיה עצומה", הוסיף סטויקוביץ'. "אנחנו צריכים לחשוב מחוץ לקופסה כי מה שנעשה כדי למצוא חורים שחורים ראשוניים בעבר לא עבד."

בתור טופ, הצוות מציע שהחורים השחורים האלה יכולים להתפלש דרך הגוף שלך מבלי שתבין את זה.

"בעוד שהאנרגיה הקינטית שלו יכולה להיות עצומה, האנרגיה שהיא יכולה לשחרר במהלך ההתנגשות עם גוף האדם היא קטנה", כותב הצוות. "מכיוון שהמתח של הרקמה האנושית קטן, הוא לא יקרע את הרקמה".

המחקר פורסם בכתב העתהפיזיקה של היקום האפל.