V roce 1974 zbavil Hawking černé díry aureoly všepožírající nezničitelnosti. Zjistil, že se černé díry v důsledku rejdění virtuálních částic vypařují zářením, které dnes nese jeho jméno. Čím je černá díra méně hmotná, tím rychleji se Hawkingovým zářením vypařuje.
Je to drsné pro menší černé díry, především pro primordiální, které jsou sice stále zhola hypotetické, ale mnozí věří, že vznikly v prvotní materii extrémně mladého vesmíru, jako žmolky v primordiální kaši. Vědci odhadují, že primordiální černá díra o hmotnosti v řádu miliard tun by se vypařila za dobu srovnatelnou s věkem vesmíru. Výrazně méně hmotné primordiální černé díry by proto rozhodně neměly přežít až do dneška.
Sudip Bhattacharyya z indického Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) v Bombaji a jeho kolegové jsou přesvědčeni, že drobné černé díry, mnohonásobně lehčí než uvedený limit miliard tun, nemusely existovat od počátku vesmíru a nevyhnutelně zaniknout. Podle nich mohly vzniknout mnohem později uvnitř kompaktních hvězd. Má to ale háček. Vyžaduje to částice (hypotetické) ultratěžké asymetrické temné hmoty (UHDM, Ultraheavy asymmetric dark matter particles). Měly by být asi tak miliardkrát až bilionkrát těžší než běžně předpovídané WIMPy, jejichž hmotnost se zhruba blíží protonu.
Pokud takové částice skutečně existují, a je to nemalé „pokud,“ pak by je mohli zachytávat bílí trpaslíci a neutronové hvězdy. Tyto částice by se zřejmě nedokázaly navzájem anihilovat, takže by se hromadily uvnitř dotyčného objektu, staly by se gravitačně vázaným systémem, a nakonec by se zhroutily do podoby drobné černé díry, která uvnitř objektu fungovala jako černoděrový endoparazit.
Jakmile by taková endoparazitická černá minidíra vznikla, měla by ohromnou výhodu. Sice by se vypařovala Hawkingovým zářením, ale současně by se mohla nezřízeně cpát hmotou objektu, který by ji obklopoval ze všech stran, nemluvě o přísunu další a další ultratěžké asymetrické temné hmoty. Výpočty ukazují, že za příznivých podmínek by černá díra s počáteční hmotností pouhých cca 40 tun, zhruba jako plně naložený kamion, mohla překonat Hawkingovo vypařování a pokračovat v růstu – a nakonec pohltit celou hvězdu.
##seznam_reklama##
Lze z toho odvodit, že pokud by takováto temná hmota dokázala vytvořit rostoucí černou díru, která by časem zničila svou mateřskou hvězdu, už by dnes neměly existovat velmi staré kompaktní hvězdní objekty. Vzhledem k tomu, že víceméně víme, že milisekundové pulsary a bílí trpaslíci přežívají po miliardy let, můžeme omezit hmotnost (stále jen hypotetických) částic ultratěžké asymetrické temné hmoty i sílu jejich interakcí s běžnou hmotou. Stručně řečeno, hvězdy za nás provedly velmi dlouhodobý experiment, v němž fungují jako astrofyzikální detektory temné hmoty.
Video: The Exotic World of Neutron Stars by Dr Sudip Bhattacharyya (with QnA)
Literatura