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Pode haver buracos negros muito pequenos, devorando estrelas de nêutrons de dentro

Pequeno, primitivo, mas indetectável buracos negros Pode ser uma das misteriosas fontes de massa que contribuem para Matéria escura. Existem grandes limites para sua vida no espaço aberto, mas, nos últimos anos, os astrofísicos se perguntaram: e se esses buracos negros estivessem no centro de estrelas de nêutrons?

Gradualmente, esses buracos negros se acumulariam em uma estrela de nêutrons, consumindo-a por dentro. Esses sistemas hipotéticos ainda precisam ser verificados, mas o novo papel de pré-impressão, Foi publicado em arXiv Até agora não foi revisado por pares, então descobri quanto tempo duraria esse engolir.

Isso, por sua vez, pode ser usado para analisar o atual grupo de estrelas de nêutrons para restringir a natureza dos buracos negros que são considerados matéria escura candidata – sejam eles primordiais ou datando de a grande explosão, Ou buracos negros formados dentro de estrelas de nêutrons.

Embora não saibamos o que é a matéria escura, ela é muito básica para nossa compreensão do universo: simplesmente não há matéria suficiente que possamos detectar diretamente – matéria comum – para calcular a gravidade total. Na verdade, há tanta gravidade que os cientistas calcularam cerca de 75 a 80% da matéria escura.

Existem várias partículas de filtro que podem ser matéria escura. Os buracos negros primordiais formados imediatamente após o Big Bang não são candidatos principais, porque se estivessem acima de uma certa massa, já os teríamos observado. Mas, abaixo dessa massa, eles teriam evaporado por meio de uma emissão Radiação Hawking Há muito tempo agora.

No entanto, os buracos negros são candidatos atraentes para a matéria escura: eles também são É extremamente difícil de detectar Se eles estão no espaço e não fazem nada. Assim, os astrônomos continuam a procurá-lo.

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Uma ideia que foi explorada recentemente é um buraco negro endoparasítico. Existem dois cenários para isso. Uma é que os buracos negros primordiais foram capturados por estrelas de nêutrons e afundaram no núcleo. A outra é que as partículas de matéria escura são capturadas dentro de uma estrela de nêutrons. Se as condições forem adequadas, essas coisas podem se acumular e desabar em um buraco negro.

Esses buracos negros são pequenos, mas não serão. De sua localização conveniente, escondidos dentro de uma estrela de nêutrons, esses minúsculos buracos negros invadirão seu hospedeiro.

Uma equipe de físicos do Bowdoin College e da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign calculou a taxa de acreção – ou seja, a taxa em que um buraco negro devora uma estrela de nêutrons – para uma gama de razões de massa de buracos negros, de três a nove. Ordens de magnitude menor do que a hospedeira da estrela de nêutrons.

Estrelas de nêutrons têm um limite superior de massa teórica 2,3 vezes a massa do Sol.Portanto, as massas do buraco negro se estenderão ao longo do alcance dos planetas anões.

Para uma estrela de nêutrons não giratória hospedando um buraco negro não giratório, a acreção seria esférica. De acordo com as taxas de acreção calculadas da equipe, os buracos negros são tão pequenos quanto 10-21 Vezes vezes a massa do Sol irá coletar totalmente uma estrela de nêutrons durante a vida do universo.

Isso indica que os buracos negros primordiais, desde o início do universo, acumularam completamente suas estrelas de nêutrons hospedeiras antes de agora. Os pesquisadores disseram que essas escalas de tempo estão em conflito direto com as idades dos antigos aglomerados de estrelas de nêutrons.

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“Como uma aplicação importante, nossos resultados confirmam os argumentos que usam a existência atual de aglomerados de estrelas de nêutrons para restringir a contribuição de buracos negros primordiais para o conteúdo de matéria escura no universo, ou a contribuição de partículas de matéria escura que podem formar buracos negros no centro das estrelas de nêutrons após sua captura, ” Eles escreveram em seu jornal.

Portanto, o resultado é outro golpe para os buracos negros primordiais. Mas não descarta completamente a existência de buracos negros parasitas. Se houver aglomerados de partículas de matéria escura flutuando no espaço e se transformando em estrelas de nêutrons, é possível que elas colapsem em buracos negros e transformem estrelas de nêutrons em buracos negros mesmo durante a leitura desta frase.

Isso é incrível.

O artigo da equipe foi publicado em arXiv.