黑洞与恒星谁吞谁?新研究:中子星内部可能有小黑洞

构成大部分宇宙的神秘暗物质究竟藏在哪里?科学家最近提出的假设让人大吃一惊——在中子星内部。虽然尚未得到证实,但若通过同行审查,也许能帮助科学家更了解暗物质躲在何处。

整个宇宙中,常规物质仅占4.9%,其余皆是暗物质和暗能量,可以说整个宇宙就像被无形的力量操控着,那些检测得到的物质无法完全解释这宇宙的所有引力。

科学家认为暗物质一定存在,却始终找不到它们,只能猜测它们可能的粒子身份,比如大质量弱交互作用粒子(WIMP)、轴子(Axion)等,或是宇宙中哪些天体可能藏着它们,比如晕族大质量致密天体(MAssive Compact Halo Objects,MACHOs)、黑洞等。

黑洞是寻找暗物质的诱人去处,如果没有因为进食暴露行踪,平常无所事事的黑洞在宇宙中其实很难发现。不过,大家一般认知都是黑洞吃掉恒星,有谁会想到可能是恒星内部藏着黑洞?最近,美国鲍登学院与伊利诺伊大学厄本那-香槟分校团队便提出了这种前卫概念,认为中子星内部可能有微型黑洞。

那么黑洞该如何寄生在中子星内部?团队提出两种可能,一种是原初黑洞(primordial black hole)被中子星引力吸入核心,但根据目前对中子星的了解,这种假设互相矛盾,因此必须排除;另一种则是暗物质被捕获并堆积在中子星内部,如果条件有利,它们就可能合而为一成为被观测到的黑洞。

中子星质量理论上限为太阳质量2.3倍,因此在计算吸积率(即黑洞吞噬中子星的速率)后,科学家认为中子星内部小黑洞质量可能下修至矮行星质量,而一个小到太阳质量10 -21倍的黑洞有可能在宇宙当前寿命内完全吸干一颗中子星,也就是说,至今可能已经有些中子星从内部被吸干且变成黑洞了。

那些看似消失的中子星,也许会成为寻找暗物质的理想场所。这篇论文可以在《arXiv》网站查阅。

(首图来源:pixabay)