黑洞與恆星誰吞誰?新研究:中子星內部可能有小黑洞

作者 | 發布日期 2021 年 02 月 26 日 18:46 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


構成大部分宇宙的神秘暗物質究竟藏在哪裡?科學家最近提出的假設讓人大吃一驚——在中子星內部。雖然尚未得到證實,但若通過同行審查,也許能幫助科學家更了解暗物質躲在何處。

整個宇宙中,常規物質僅占 4.9%,其餘皆是暗物質和暗能量,可以說整個宇宙就像被無形的力量操控著,那些檢測得到的物質無法完全解釋這宇宙的所有引力。

科學家認為暗物質一定存在,卻始終找不到它們,只能猜測它們可能的粒子身分,比如大質量弱交互作用粒子(WIMP)、軸子(Axion)等,或是宇宙中哪些天體可能藏著它們,比如暈族大質量緻密天體(MAssive Compact Halo Objects,MACHOs)、黑洞等。

黑洞是尋找暗物質的誘人去處,如果沒有因為進食暴露行蹤,平常無所事事的黑洞在宇宙中其實很難發現。不過,大家一般認知都是黑洞吃掉恆星,有誰會想到可能是恆星內部藏著黑洞?最近,美國鮑登學院與伊利諾伊大學厄本那-香檳分校團隊便提出了這種前衛概念,認為中子星內部可能有微型黑洞。

那麼黑洞該如何寄生在中子星內部?團隊提出兩種可能,一種是原初黑洞(primordial black hole)被中子星引力吸入核心,但根據目前對中子星的了解,這種假設互相矛盾,因此必須排除;另一種則是暗物質被捕獲並堆積在中子星內部,如果條件有利,它們就可能合而為一成為被觀測到的黑洞。

中子星質量理論上限為太陽質量 2.3 倍,因此在計算吸積率(即黑洞吞噬中子星的速率)後,科學家認為中子星內部小黑洞質量可能下修至矮行星質量,而一個小到太陽質量 10 -21 倍的黑洞有可能在宇宙當前壽命內完全吸乾一顆中子星,也就是說,至今可能已經有些中子星從內部被吸乾且變成黑洞了。

那些看似消失的中子星,也許會成為尋找暗物質的理想場所。這篇論文可以在《arXiv》網站查閱。

(首圖來源:pixabay