Астрофизики придумали, как «поймать» первичные черные дыры в Солнечной системе
Наука

Астрофизики придумали, как «поймать» первичные черные дыры в Солнечной системе

18 сентября 2024 года, 09:25

Первичные черные дыры пока не обнаружены, но астрофизики, возможно, придумали, как это сделать: пытаться поймать их по гравитационным возмущениям при пролете через Солнечную систему. Согласно расчетам команды ученых, такие события случаются по меньшей мере один раз в десятилетие, а гравитационно-волновые обсерватории вполне могли бы справиться с их фиксацией.

Природа темной материи, напряжение Хаббла и необычайно быстрый рост древнейших квазаров — вот лишь немногие из загадок, ключом к которым могут стать первичные черные дыры. То есть микроскопические флуктуации пространства-времени, заключающие в объеме атома массу целой планеты. Проблема в том, что они до сих пор не найдены и до недавнего времени у ученых не было идей, как это сделать.

Но сначала о принципиальной возможности «охоты» на эти загадочные объекты с помощью LIGO/Virgo/KAGRA заявил гарвардский профессор Ави Леб, а буквально две недели спустя подробный разбор той же задачи опубликовала уже целая команда астрономов. Их предложение звучит достаточно революционно: использовать Солнечную систему как гигантский детектор гравитационных волн.

Дело в том, что, если эти микроскопические черные дыры существуют, они должны с определенной регулярностью пронзать то огромное пространство, на которое простирается наша звездная система. Если оценки численности первичных черных дыр верны, то бесконечно малая точка массой от 100 до 100 000 миллиардов тонн должна появляться в окрестностях Солнца по меньшей мере раз в десять лет, вызывая заметные гравитационные искажения. Заметные — в первую очередь для новейших земных телескопов.

Способ поиска элегантен и прост: необходимо провести высокоточное моделирование поведения Солнечной системы (или хотя бы ее внутренней области) на значительном временном отрезке, а затем сопоставить эту модель с фактическими наблюдениями. Если будут замечены необъяснимые аномалии — то они должны быть тщательно изучены именно с прицелом на то, что в их основе может находиться пролет микроскопической черной дыры. Ученые заранее представили, как могли бы выглядеть его последствия.

При этом не исключено, что такие «точки» — весом в одну десятимиллиардную Солнца и размером с атом водорода — могут пролететь через земную атмосферу, Луну или даже человека. Но вероятность подобного события настолько ничтожно мала, что в исследовательских целях ей можно пренебречь.

Солнечная же система представляет из себя естественный детектор, который, в силу своего размера, обладает прекрасной мощностью. Более чем вероятно (если, конечно, первичные черные дыры существуют), что мы уже фактически были свидетелями нескольких их визитов, просто по техническим причинам не имели возможности их заметить. Так или иначе, авторы идеи уже обсуждают возможность сотрудничества с командой ученых из Парижской обсерватории, которые занимаются моделированием Солнечной системы. Поэтому не исключено, что астрономия находится на пороге великого открытия.