В следващото десетилетие небето може да ни поднесе най-зрелищното си чудо

Черните дупки винаги са били сред най-загадъчните и плашещи обекти във Вселената. Обикновено си представяме, че те само поглъщат всичко около себе си - материя, газ, звезди, дори светлина, пише Блиц.

Но ново изследване показва, че те може да имат и съвсем различна съдба: някои черни дупки могат да експлодират. И то не след милиони години, а дори още през следващото десетилетие.

Звездни срещу първобитни черни дупки

Учените разграничават два основни типа черни дупки:

• Звездни черни дупки – образуват се, когато масивни звезди (поне 20–30 пъти по-тежки от Слънцето) изчерпят горивото си и се срутят под собствената си тежест. Често преди това избухват като свръхнова, а в центъра остава свръхплътна област, от която дори светлината не може да избяга. Масата на такива черни дупки обикновено е между 3 и 50 слънчеви маси.

• Първобитни (първични) черни дупки (PBH) – теоретични обекти, образувани по-малко от секунда след Големия взрив. Вселената тогава е била гореща, изключително плътна и изпълнена с дребни флуктуации на материята. Тези миниатюрни черни дупки са оцелели милиарди години и се смятат за „фосили“ от ранната космическа епоха. За разлика от звездните, те могат да бъдат много по-леки – с маса дори по-малка от тази на планина – и да носят уникална информация за ранната Вселена.

Лъчението на Хокинг и изпаряващите се черни дупки

През 70-те години Стивън Хокинг показа, че черните дупки не са напълно „черни“. Те губят маса чрез квантов процес, наречен лъчение на Хокинг.

Колкото по-малка е черната дупка, толкова по-бързо се нагрява и излъчва повече частици. Възниква обратна връзка: тя става все по-лека, по-гореща и по-енергична – докато не достигне точката на катастрофална експлозия.

Дълго време се смяташе, че такива експлозии са изключително редки – може би веднъж на 100 000 години. Но ново проучване, публикувано в Physical Review Letters, поставя това под въпрос.

Новата хипотеза: черни дупки с „тъмен заряд“

Екип учени предлага различна идея: какво ще стане, ако първобитните черни дупки носят електрически заряд, но от непознат тип? Те въвеждат концепцията за „тъмни електрони“ – хипотетични, по-тежки версии на електрона, които взаимодействат с тъмни фотони в рамките на теорията за тъмната QED.

Ако черна дупка се формира с малък „тъмен електрически заряд“, тя би могла да остане временно стабилна, преди да избухне. Тази стабилизация обаче увеличава вероятността да наблюдаваме подобни експлозии многократно – вместо веднъж на стотици хиляди години, шансът може да е веднъж на десетилетие.

Защо това е важно?

Една експлодираща черна дупка няма да е просто астрономически фойерверк. Тя би действала като природен ускорител на частици, далеч по-мощен от Големия адронен колайдер. При експлозията могат да се освободят и засекат:

• познати частици като електрони, кварки и бозона на Хигс;

• хипотетични частици, свързани с тъмната материя;

• напълно нови обекти, които могат да променят представите ни за физиката.

С други думи, наблюдението на подобна експлозия би било като каталог на елементарната зоология на Вселената.

Готови ли сме да я засечем?

Днешната астрономическа техника е достатъчно развита. Съвременните космически и наземни телескопи могат да засекат характерното излъчване на Хокинг и внезапния изблик на енергия, съпътстващ експлозията на първобитна черна дупка.

Ще станем ли свидетели?

„Смятаме, че има до 90% вероятност да наблюдаваме експлодираща черна дупка през следващите 10 години“, казва Айдън Симънс, докторант от Университета на Масачузетс, пред Live Science.

Ако прогнозите се окажат верни, това би било не само най-зрелищното събитие в астрономията, но и ключът към разгадаването на най-големите мистерии: откъде е дошла Вселената и от какво е изградена.