«Мы предсказываем, что примордиальные черные дыры с массой более 10 в 21 степени грамм (1000 триллионов тонн), сопоставимой с массой астероида, может быть обнаружена существующими солнечными обсерваториями», — говорится в статье.
Существование черных дыр, областей, гравитационное притяжение которых настолько велико, что их не может покинуть даже свет, было предсказано общей теорией относительности. На данный момент астрономам известны два типа черных дыр: звездной массы (около 10 масс Солнца), которые образовались в результате гравитационного коллапса массивных звезд, исчерпавших запас термоядерного горючего, и сверхмассивные, которые находятся в центре галактик (от миллионов до миллиардов солнечных масс).
Однако черные дыры массой значительно меньше солнечной могли формироваться на ранних стадиях развития Вселенной в результате флуктуаций плотности — отклонений от однородности гравитационного поля и плотности материи при рождении Вселенной. При этом, в отличие от «классических» черных дыр, минимальная масса образования примордиальных черных дыр ничем не ограничена, хотя «слишком легкие» должны были за время существования Вселенной уже испариться за счет излучения Хокинга.
В современной Вселенной, таким образом, должны были остаться примордиальные черные дыры массой более 500 миллионов тонн — это масса небольшого астероида. Такие черные дыры могут пролетать сквозь звезды, не разрушая их.
«Звезды "прозрачны” для примордиальных черных дыр и могут служить сейсмическими детектороми для таких объектов. Гравитационное поле черных дыр вызывает сжатие звезд и заставляет их "звенеть” — колебаться в акустическом диапазоне частот», — пишут авторы статьи, Майкл Кесден (Michael Kesden) из университета Нью-Йорка и Шраван Ханасоуг (Shravan Hanasoge) из Принстонского университета.
Исследователи разработали компьютерную модель, которая предсказывает последствия пролета примордиальной черной дыры сквозь Солнце. Гравитационное взаимодействие нашего светила и объектов такого рода должно вызывать «солнцетрясение», что выразится в акустических колебаниях солнечной материи, которые можно будет зафиксировать при помощи специальных телескопов.
Результаты моделирования показывают, что видимые последствия подобного столкновения могут быть зафиксированы только в том случае, если черная дыра пролетает сквозь Солнце по траектории, близкой по длине к радиусу светила. Данное явление, по оценкам американских исследователей, можно было бы наблюдать при столкновении черной дыры массой в 10 миллиардов раз меньше массы Солнца в течение нескольких часов.
Ученые отмечают, что подобные столкновения должны происходить крайне редко, поэтому необходимо отслеживать следы таких событий на других звездах.
В частности, будущий зонд Stellar Imager может увидеть следы звездотрясений от примордиальных черных дыр.
Астрофизики пишут, что темная материя — субстанция, которая составляет значительную часть массы Вселенной, но не участвует ни в каких взаимодействиях, кроме гравитационного, возможно, состоит именно из примордиальных черных дыр.
Если эксперименты на Большом адронном коллайдере не позволят выяснить ее природу, ее можно будет попытаться найти методами астросейсмологии.
