Primordiální černé díry, pokud existují, měly vzniknout extrémní kaši mladičkého vesmíru, gravitačním kolapsem jejích žmolků. Mohly by přispět k vysvětlení temné hmoty, ale zatím jsou naprosto hypotetické. Jak se zdá, teoretici o nich rádi spekulují.
Například není jasné, jak by mohly být velké a jak se na jejich velikosti průběhu času podepisuje Hawkingovo záření. Existují představy o hmotnostech primordiálních černých děr, odvozené od jejich předpokládaného podílu na temné hmotě, které se navzájem divoce liší. Podle některých modelů by mohly mít hmotnost hvězd nebo i větší, podle jiných zase velice malou. Mezi tím existuje „střední pásmo“ odhadů, podle nichž by tyto prapůvodní černé díry mohly vážit jako planetky až objekty srovnatelné s Měsícem.
Ore Gottlieb z institutu MIT a jeho kolegové se ve studii se sexy názvem „The Life and Death of Stars That Capture Primordial Black Holes“ zajímali o to, co by se stalo, kdyby takovou primordiální černou díru planetkové až lunární velikosti pohltila hvězda. Jsou přesvědčeni, že pokud by takové primordiální černé díry tvořily většinu temné hmoty, byly by poměrně běžné a hvězdy by je skutečně mohly občas spolknout.
Zkombinovali modely vývoje hvězd s trojrozměrnými magnetohydrodynamickými simulacemi a dospěli k závěru, že pohlcení takové černé díry hvězdou je mnohem pravděpodobnější v systému se třemi tělesy než při průletu kolem osamělé hvězdy. Primordiální černá díra se dostane na oběžnou dráhu protínající hvězdu a po opakovaných průletech skrz hvězdu nakonec skončí v jejím jádru a vytvoří tím objekt, jemuž badatelé říkají Hawkingova hvězda (Hawking star).
Tam začne pohlcovat okolní hvězdnou hmotu, což může zásadně změnit další vývoj celé hvězdy. Může se stát, že uvnitř hvězdy vznikne kolem černé díry akreční disk, z něhož tryskají masivní výtrysky částic a energie, které nakonec hvězdu roztrhají. Druhou možností je, že dojde k omezení rychlosti akrece a ustaví se dlouhodobá rovnováha. Primordiální černá díra hvězdu sice nakonec pozře, ale trvá to podstatně déle.
##seznam_reklama##
Gottlieb s kolegy spočítali, že oba tyto scénáře bychom mohli ve vesmíru pozorovat. Explozivní zánik Hawkingovy hvězdy by se prozradil specifickým zářením, které by připomínalo supernovu a zanechal by po sobě neobvykle lehkou, rychle rotující černou díru, zatímco scénář nenápadného zániku by doprovázely specifické gravitační vlny a po Hawkingově hvězdě by zůstala černá díra s hmotností podobnou původní hvězdě. Stručně řečeno, je to spousta budoucího výzkumu, do něhož se bude nutné pustit. Současně můžeme doufat, že žádná taková černá díra se nesetká s naším Sluncem.
Video: Ore Gottlieb (Flatiron): Today's Discoveries, Tomorrow's Frontiers: Multi-Messenger Astrophysics
Literatura