Zwart gat in de zon? Een onderzoek naar de theorie van Hawking met verrassende resultaten

Een onderzoeksteam voert een gedachte-experiment uit over ‘Hawking Stars’: wat als een ster zoals onze zon wordt opgeslokt door een zwart gat?

Garching – Soms worden tijdens onderzoek de vreemdste gedachte-experimenten uitgevoerd. Eén ervan is afkomstig van de inmiddels overleden natuurkundige Stephen Hawking. In de jaren zeventig dacht hij aan sterren met een zwart gat in het midden, zogenaamde ‘Hawking-sterren’. Tot nu toe zijn dergelijke sterren nog niet ontdekt, maar de theorie blijft onderzoekers inspireren om nieuw werk te doen.

Een onderzoeksteam onder leiding van het Max Planck Instituut voor Astrofysica (MPA) in Garching heeft de evolutie van ‘Hawking-sterren’ gemodelleerd en enkele interessante resultaten verkregen. Het was werk In het gespecialiseerde tijdschrift Astrofysisch tijdschrift gepubliceerd. Volgens de theorie van Hawking bevindt zich een primordiaal zwart gat in een naar hem genoemde ster, een klein zwart gat dat kort na de oerknal is ontstaan. Zo'n ster zou kunnen worden vastgelegd tijdens de vorming van een nieuwe ster.

Hawking's ster bevat een primordiaal zwart gat in het midden

“Wetenschappers stellen soms gekke vragen om hun kennis te verdiepen”, zegt Selma de Mink, directeur van MPA's Division of Stellar Research. “We weten niet eens of deze oorspronkelijke zwarte gaten bestaan, maar we kunnen toch een interessant gedachte-experiment uitvoeren.”

Als een nieuw gevormde ster een zwart gat zou vangen met de massa van een asteroïde of een kleine maan, zou het een Hawking-ster worden. Volgens de theorie van Hawking zal het zwarte gat slechts langzaam groeien omdat er slechts een kleine hoeveelheid gas op het zwarte gat valt doordat de ster aan zijn helderheid ontsnapt. Het MPA-team heeft nu de evolutie van zo’n ster gemodelleerd, met verschillende aanvankelijke massa’s van zwarte gaten.

Het verbazingwekkende resultaat: als de massa van het zwarte gat klein zou zijn, zou het bestaan ​​ervan helemaal niet worden waargenomen en zou de ster niet te onderscheiden zijn van een gewone ster.

De zon zou een ‘Hawking-ster’ kunnen zijn – en je zou het niet weten

‘Sterren met een zwart gat in hun centrum kunnen verrassend lang leven’, zegt onderzoeksleider Earl Patrick Bellinger. “Onze zon zou in het centrum een ​​zwart gat ter grootte van Mercurius kunnen hebben, zonder dat we het zelfs maar merken.”

Het grootste verschil tussen een gewone ster en een Hawking-ster bevindt zich nabij de kern: deze wordt convectief wanneer het zwarte gat materie aantrekt. Op het eerste gezicht zou je het echter niet merken. Men zegt dat alleen het relatief nieuwe vakgebied van de astroseismologie dit kan bewijzen kennisgeving Van mentale pijn en angst. Pas in een later stadium van de evolutie van een ster, wanneer hij een rode reus wordt, kan een zwart gat aanleiding geven tot duidelijke kenmerken.

Volgens het onderzoeksteam zijn er echter meer simulaties nodig om de effecten van het centrale zwarte gat op verschillende soorten sterren te zien.

Er zijn nog geen Hawking-sterren of oorspronkelijke zwarte gaten ontdekt

Tot nu toe zijn noch Hawking-sterren, noch oorspronkelijke zwarte gaten ontdekt. Maar het onderzoeksteam is van mening dat het zoeken naar ‘Hawking-sterren’ zou kunnen leiden tot de ontdekking van kleine zwarte gaten. ‘Hoewel de zon alleen als voorbeeld wordt gebruikt, zijn er goede redenen om aan te nemen dat ‘Hawking-sterren’ veel voorkomen in bolvormige sterrenhopen en zeer zwakke dwergstelsels’, zegt mede-auteur Matt Kaplan. “Dit betekent dat Hawking-sterren een instrument kunnen zijn voor het testen van het bestaan ​​van oorspronkelijke zwarte gaten en hun mogelijke rol in donkere materie.”

Een onderzoeksteam heeft onlangs het oudste tot nu toe bekende zwarte gat ontdekt, maar het is helemaal niet klein. Ondertussen wil een bekende wiskundige aantonen dat Stephen Hawking ongelijk had over de ‘innerlijke werking’ van zwarte gaten.(onbetaalde rekening)