Некоторые планеты на самом деле могут оказаться крошечными чёрными дырами

Фото из открытых источников

Ученые обнаружили более 6000 планет за пределами нашей Солнечной системы. А что если некоторые из них вовсе не планеты, а крошечные замаскированные черные дыры?

Астрономы потратили годы на каталогизацию тысяч миров, вращающихся вокруг далёких звёзд, исходя из предположения, что если объект имеет массу планеты и оказывает гравитационное притяжение на свою родительскую звезду, то он обязательно является планетой.

Но в ранней Вселенной может скрываться призрачная альтернатива. В недавней статье, размещенной на сервере препринтов arXiv, но еще не прошедшей рецензирование, исследователи предполагают, что некоторые обнаруженные нами «экзопланеты» на самом деле могут быть чем-то гораздо более экзотическим — первичными черными дырами.

Это не обычные черные дыры, рожденные из умирающих звезд. Напротив, это гипотетические остатки самого Большого взрыва, образовавшиеся, когда новорожденная Вселенная представляла собой хаотичный, находящийся под высоким давлением энергетический суп. Эти «миниатюрные» черные дыры могут иметь массу Земли или Юпитера, но быть размером с грейпфрут.

Современные методы поиска планет исключительно хорошо измеряют массу, но гораздо хуже определяют физические размеры планеты. Например, мы часто используем метод радиальной скорости — технику, которая заключается в наблюдении за «колебаниями» звезды из-за воздействия гравитации вращающегося вокруг неё объекта. Если колебания большие, объект тяжёлый. Если колебания маленькие, объект лёгкий.

Но вот в чем загвоздка: планета массой с Нептун и черная дыра массой с Нептун вызывают совершенно одинаковые колебания.

В попытке различить эти два явления, авторы нового исследования изучили экзопланеты, обнаруженные по этим колебаниям, но никогда не наблюдавшиеся при прохождении через диск своей звезды — процесс, называемый транзитом. Когда планета проходит транзитом, она блокирует часть света, что позволяет определить её физический размер. Если объект притягивает звезду, но никогда не блокирует свет, это может быть потому, что он слишком мал, чтобы его увидеть, или потому, что это чёрная дыра.

Исследователи выявили несколько интригующих объектов, включая Kepler-21 Ac, HD 219134 f и Wolf 1061 d. Эти объекты достаточно массивны, чтобы вызывать колебания своих звёзд, но при этом остаются невидимыми для наших телескопов. Команда указала на микролинзирование — короткие вспышки света, возникающие, когда массивный объект проходит перед далёкой звездой и действует как увеличительное стекло, — как на потенциальные места укрытия этих древних кочевников.

Авторы признали, что эти кандидаты представляют собой лишь репрезентативные возможности, а не исчерпывающую галерею крошечных черных дыр. Большинство из них, вероятно, окажутся обычными планетами, которые просто имеют наклонные орбиты, препятствующие их транзиту.

Данные, полученные в течение следующего десятилетия в рамках таких миссий, как космический телескоп Нэнси Грейс Роман — телескоп НАСА, который проведет масштабное исследование экзопланет и запуск которого запланирован уже на эту осень, — будут иметь решающее значение для получения дополнительной информации об этих объектах. Мы можем обнаружить, что одна из них испаряется под воздействием излучения Хокинга — теоретического процесса, при котором черные дыры медленно теряют энергию, пока не исчезнут. Если это произойдет, мы можем обнаружить, что Вселенная гораздо более насыщена древними черными дырами, чем мы когда-либо предполагали.