Два теоретика из Университета имени Гёте в Франкфурте нашли математическое решение, которое объясняет формирование гравизвезды — альтернативного объекта черной дыре — внутри коллапсирующей массивной звезды, сообщает Научная Россия.

Гравизвезда — сверхкомпактный объект, наполненный темной энергией, которая оказывает внутреннее давление и останавливает дальнейшее сжатие. В отличие от черных дыр, гравизвезды не имеют сингулярности и горизонта событий, но при этом схожи с ними по массе и плотности.

Физики Даниэль Ямпольски и профессор Лучано Резцолла впервые представили динамическое решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна, описывающее процесс коллапса звезды, приводящий к образованию внутри нее мини-вселенной. Эта новая вселенная расширяется под воздействием темной энергии, противодействуя гравитационному сжатию звезды.

Установленное равновесие между расширяющейся мини-вселенной и сжимающейся материей позволяет сформировать устойчивую гравизвезду, избегая образования черной дыры. Это решение впервые даёт научный ответ на вопрос, который обсуждается в астрофизике уже более 25 лет.

Как объясняет Даниэль Ямпольски, большой взрыв мини-вселенной внутри звезды происходит на поздней стадии коллапса, когда материя уже максимально сжата. Это открывает новые возможности для понимания физических процессов в экстремальных условиях.

Лучано Резцолла добавляет, что хотя черные дыры остаются самым простым объяснением гравитационного коллапса, ученым важно не исключать альтернативные варианты и изучать новые интерпретации, чтобы расширять знания о вселенной.

Результаты опубликованы в журнале Physical Review D.

Читайте также на «FiNE NEWS»Для более глубокого понимания здоровья женщин в менопаузе, обратите внимание на статью о том, как гормональная терапия снижает риск потери костной массы у женщин в менопаузе.

[Фото: Daniel Jampolski and Luciano Rezzolla, Goethe University Frankfurt]

Физики объяснили, как формируется гравизвезда внутри коллапсирующей звезды • Опубликовано на FiNE NEWS

Исследователи из MIT во главе с Орэ Готлибом предложили механизм воздействия первичных чёрных дыр на эволюцию звёзд. Такие объекты могли образоваться сразу после Большого взрыва и потенциально составляют часть тёмной материи, однако их существование не подтверждено наблюдениями.

По данным ixbt.com, прямое захватывание звёзд чёрными дырами маловероятно. Вместо этого в системах с планетами возможны сложные взаимодействия трёх тел, из-за которых чёрная дыра постепенно оказывается на орбите, проходящей через звезду, и затем погружается в её недра.

После проникновения внутрь звезды чёрная дыра движется к центру, поглощая вещество вокруг себя. Исследователи выделяют два принципиально разных сценария развития событий.

В первом случае вокруг чёрной дыры образуется аккреционный диск, который нагревается и приводит к выбросам энергии. Возникают ударные волны и релятивистские джеты, способные разрушить звезду за несколько минут. Этот процесс сопровождается вспышкой, напоминающей сверхновую, но с отличающимися временными и физическими характеристиками.

При втором сценарии аккреция происходит медленно и стабильно. Звезда не взрывается, а постепенно изменяется изнутри. Чёрная дыра при этом продолжает расти, оставаясь скрытой в недрах звезды, и внешних явных признаков её присутствия может не быть.

Ключевым в выяснении итогового сценария является скорость и организация падения вещества на чёрную дыру, а также образование аккреционного диска.

Исследователи отмечают, что эти два варианта могут оставлять свои признаки. Взрывное разрушение сопровождается короткими рентгеновскими вспышками, ультрафиолетовым послесвечением и сигналами, похожими на слабые гамма-всплески. Тихий вариант может сформировать компактный объект с необычными свойствами, который, возможно, будет обнаружен по гравитационным волнам в случае слияния.

Хотя подобные события, если и происходят, должны встречаться крайне редко, они могут стать новым инструментом для проверки существования первичных чёрных дыр и их роли в составе тёмной материи.

Учёные выяснили, как первичные чёрные дыры могут разрушать звёзды изнутри двумя разными способами • Опубликовано на FiNE NEWS

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил резкое снижение скорости формирования галактик уже в пределах 150–200 миллионов лет после Большого взрыва, уточнив временные рамки начала звёздообразования во Вселенной, сообщает ixbt.com.

Мультиспектральный обзор JWST охватил около 0,6 квадратного градуса неба, включая тысячи объектов, изученных через 150 узких направлений наблюдения. Несмотря на сравнительно небольшую площадь — примерно втрое больше полной Луны, это позволило получить уникальные данные о ранних этапах формирования структуры Вселенной, включая появление химических элементов, сверхмассивных чёрных дыр и первых галактических систем.

По данным исследования, самые ранние галактики были крайне компактны — их размеры составляли порядка 60–70 световых лет, что сопоставимо скорее со звёздными скоплениями, чем с современными галактиками. Однако интенсивность звездообразования в этих системах превышала современный уровень в 20 раз, что свидетельствует о высокоэнергетической фазе развития Вселенной.

Космолог Ричард Эллис, один из авторов исследования, подчёркивает, что наблюдение за такой ранней эпохой позволяет заглянуть в «первичные условия», из которых позже развивались все современные галактики, включая Млечный Путь.

Важной задачей остаётся поиск звёзд популяции III — первых звёзд, состоявших почти исключительно из водорода и гелия. Эти массивные и короткоживущие звёзды играли ключевую роль в обогащении межзвёздной среды тяжёлыми элементами, что делало последующие поколения звёзд более сложными по химическому составу.

Для изучения этапа «космического рассвета» учёные используют несколько методов: поиск химически чистых галактик без кислородных следов, анализ падения количества звездообразующих галактик с увеличением красного смещения, а также изучение изменений химического состава в ранней Вселенной.

Дополнительно планируется регистрировать сигналы линии Лайман-альфа и 21-сантиметрового излучения нейтрального водорода с помощью будущих радиотелескопов, включая проект Square Kilometer Array (SKA) в Западной Австралии.

По оценке учёных, понимание природы первых звёзд и химической эволюции Вселенной напрямую связано с вопросами происхождения элементов, формирования планет и условий для возникновения жизни.

Телескоп Джеймс Уэбб зафиксировал резкое замедление формирования галактик через 150–200 миллионов лет после Большого взрыва • Опубликовано на FiNE NEWS