Când ne gândim la găuri negre, ne imaginăm un spectacol cosmic: o stea care explodează violent, colapsând sub propria greutate și transformându-se într-un monstru gravitațional ce devorează totul în jur. Dar dacă nu toate găurile negre iau naștere în acest mod spectaculos? Dacă, în schimb, unele se nasc în liniște—în miezul unor stele care, privite din exterior, par perfect normale?
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Un studiu recent publicat în Physical Review D propune tocmai această idee, găurile negre ar putea apărea și crește încet, în interiorul stelelor, fără ca nimeni să-și dea seama. Iar scenariul este mai straniu și mai fascinant decât ne-am fi putut imagina.
Totul a pornit de la un mister: în ultimii ani, undele gravitaționale detectate de instrumente precum LIGO au sugerat existența unor găuri negre extrem de ușoare—cu mase egale sau chiar mai mici decât cea a Soarelui. Conform modelelor clasice, stelele de asemenea dimensiuni nu pot colapsa în găuri negre. Deci de unde provin aceste obiecte neobișnuite?
O ipoteză captivantă implică materia întunecată—acea substanță invizibilă care formează o mare parte din masa Universului, dar care încă ne scapă oricărei detectări directe. Unii astrofizicieni cred că materia întunecată s-ar putea acumula încet în interiorul stelelor, iar în timp, această acumulare ar putea declanșa colapsul gravitațional tăcut al miezului stelar, formând o gaură neagră minusculă în inima unei stele care, altfel, nu dă semne de moarte.
Paraziți cosmici și stele înșelătoare
Ce se întâmplă după formarea unei asemenea găuri negre depinde de natura stelei în care se naște. Odată apărută, gaura neagră începe să se hrănească din materia înconjurătoare. Dar ritmul cu care crește și destinul final al întregii stele sunt influențate decisiv de tipul stelei și, surprinzător, de viteza cu care aceasta se rotește.
În cazul piticelor albe—rămășițele compacte ale stelelor de tip solar, de mărimea Pământului, dar cu o masă comparabilă cu a Soarelui—lupta internă devine complicată. Deși rezistă colapsului total datorită presiunii cuantice exercitate de electroni, apariția unei găuri negre în centrul lor schimbă radical echilibrul.
Aici, rotația joacă un rol esențial. Dacă pitica albă se rotește lent, materia din jurul miezului cade cu ușurință în gaura neagră, care crește constant și consumă steaua în întregime, transformând-o într-o gaură neagră de masă mică.
Gaura neagră, un fel de parazit tăcut în interiorul stelei
La viteze de rotație intermediare, colapsul poate merge atât de departe încât depășește chiar și formarea unui orizont al evenimentelor—apărând astfel o singularitate goală, neacoperită: o „singularitate nudă”, un obiect care pune sub semnul întrebării însăși fundamentele fizicii moderne.
Iar dacă steaua se rotește foarte rapid, lucrurile se complică și mai mult: rotația și vâscozitatea opresc curgerea materiei spre centru, ceea ce duce la formarea unor canale polare prin care materia scapă.
Colapsul este astfel oprit, iar gaura neagră devine un fel de parazit tăcut în interiorul stelei—o structură stabilă în care pitica albă supraviețuiește, având în miez un oaspete straniu: o gaură neagră endoparazitară. Din exterior, nimic nu trădează această transformare profundă.
Neutronii, însă, joacă un joc fără întoarcere. Stelele neutronice sunt și mai dense decât piticele albe—atât de dense încât o linguriță din materia lor ar cântări un miliard de tone. Dacă o gaură neagră se formează în interiorul unei astfel de stele, indiferent de cât de repede se rotește aceasta, deznodământul este inevitabil: gaura neagră crește rapid și devorează steaua din interior. Astfel, o stea neutron devine într-o zi o gaură neagră—fără explozii, fără semnale vizibile, doar tăcerea care rămâne după ce procesul s-a încheiat.
Ce se ascunde în centrul galaxiilor (și al stelelor)?
Aceste găuri negre tăcute s-ar putea ascunde în inima stelelor timp de miliarde de ani. Unele ar putea consuma în cele din urmă întreaga stea, ieșind la iveală ca găuri negre independente sau ca singularități goale. Altele ar putea rămâne ascunse pentru totdeauna, dezvăluindu-și prezența doar prin efecte subtile: semnături gravitaționale ciudate, comportamente neașteptate în procesul de răcire al stelei, sau anomalii în orbitele stelelor binare.
Este posibil ca regiunea bombată din centrul galaxiei noastre, numită bulb galactic, să fie deosebit de bogată în materie întunecată. Acolo ar putea fi descoperite asemenea găuri negre de masă sub-solară sau singularități nud, sugerând că ele provin din colapsul tăcut al unor pitice albe. Tot în această regiune s-ar putea afla și stelele hibride: pitice albe care au supraviețuit cu un parazit gravitațional în centrul lor.
Această ipoteză nu rescrie doar felul în care înțelegem moartea stelelor—ci oferă și un nou mod de a studia materia întunecată. Dacă aceste găuri negre tăcute chiar există, ele ar putea funcționa ca detectoare naturale ale comportamentului materiei întunecate în interiorul stelelor. Iar dacă se nasc astfel singularități goale, atunci am putea asista la o încălcare a „cenzurii cosmice”, unul dintre principiile fundamentale ale relativității generale.
