微小的、几乎无法察觉的原始可能是有助于形成的神秘质量来源之一。 它们在开放空间中的寿命有很大的限制,但近年来,天体物理学家提出了这样的问题:如果这些黑洞位于中子星的核心怎么办?
渐渐地,这样的黑洞会吸积,从内部吞噬它。 这些假设的系统还有待验证,但一篇新的预印本论文,发表于 arXiv尚未经过同行评审,已经计算出这种吞噬需要多长时间。
反过来,这可以用来分析当前的中子星数量,以限制被视为暗物质候选者的黑洞的性质——它们是否是原始的,可以追溯到,或中子星内部形成的黑洞。
尽管我们不知道暗物质是什么,但它对于我们理解宇宙非常重要:我们根本没有足够的物质(正常物质)来解释所有的引力。 事实上,重力如此之大,以至于科学家计算出所有物质中大约 75% 到 80% 都是暗物质。
有一个候选粒子数那可能是暗物质。 大爆炸后形成的原始黑洞并不是主要候选者之一,因为如果它们超过一定质量,我们现在就会注意到它们; 但是,低于这个质量,它们会通过排放而蒸发很久以前。
然而,黑洞是暗物质的一个有吸引力的候选者:它们也是极难检测如果他们只是在太空中闲逛,什么也不做。 所以天文学家继续寻找他们。
最近探索的一个想法是内寄生。 有两种情况。 一是原始黑洞被中子星捕获,并沉入核心。 另一个是暗物质粒子被捕获在中子星内部; 如果条件有利,这些物质可能会聚集在一起并塌陷成黑洞。
这些黑洞很小,但它们不会一直这样。 这些小黑洞位于中子星内部,从它们舒适的位置寄生在它们的宿主上。
来自鲍登学院和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的物理学家团队计算了一系列黑洞质量比(从 3 到 9)的吸积率,即黑洞吞噬中子星的速率。质量比中子星主体小几个数量级。
中子星的理论质量上限为太阳质量的2.3倍,因此黑洞质量会向下延伸到矮行星的范围内。
对于拥有非旋转黑洞的非旋转中子星,吸积将是球形的。 根据该团队计算的吸积率,黑洞小至 10-21太阳质量的倍数将在宇宙的寿命内完全吸积中子星。
这表明,从宇宙诞生之初起,太初黑洞就已经完全吸积了它们的宿主中子星。 研究人员表示,这些时间尺度与古老中子星群的年龄直接冲突。
“作为一个重要的应用,我们的结果证实了这样的论点,即利用当前存在的中子星群体来限制原始黑洞对宇宙暗物质含量的贡献,或者限制可能在宇宙中形成黑洞的暗物质粒子的贡献。中子星被捕获后的中心,”他们在论文中写道。
所以结果是对原初黑洞的又一次打击; 但这并不能完全排除内寄生黑洞。 如果有暗物质粒子团漂浮在太空中并被吞入中子星,那么即使您读到这句话,它们也可能会塌缩成黑洞并将中子星转化为黑洞物质。
这太棒了。
该团队的论文发表于arXiv。