Черные дыры оказались способными к ядерному синтезу

Черная дыра и ее аккреционный диск. Художественное изображение NASA/CXC/A. Hobart

Черная дыра и ее аккреционный диск. Художественное изображение NASA/CXC/A.

Hobart Физики-теоретики установили, что в аккреционных дисках черных дыр могут проходить реакции синтеза ядер лития-7. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводит сайт Американского физического общества.

Теоретики из Стокгольмского университета и Технической школы Мюнхена моделировали поведение вещества в микроквазарах — парах небесных тел, которые являются источниками сильного рентгеновского излучения. Такие пары состоят из пары состоят из традиционной звезды-донора и партнера-акцептора, которым может быть белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра звездной массы.

Вещество, стекая с донора, закручивается в аккреционный диск, подобно тому, как в раковине закручивается воронка стекающей воды. В диске вещество движется с ускорением и из-за трения между разными слоями довольно сильно разогревается.

В тех микроквазарах, где акцептором является черная дыра, температура может достигать сотни миллиардов градусов. Ученые установили, что в таких условиях могут происходить реакции ядерного синтеза — слияние ядер гелия с образованием лития-7. Большая часть образовавшегося лития безвозвратно падает в черную дыру, но его значительная доля выбрасывается в окружающее пространство вместе с релятивистскими струями (джетами) у самой границы черной дыры.

Если аккреционные диски достаточной плотности имеются хотя бы у одного процента черных дыр звездной массы, то образование лития по такому механизму может быть значительным. По расчетам физиков, его количество может сравнятся с тем, которое было произведено в первые минуты большого взрыва.

Работа теоретиков имеет прямое отношение к одной из самых больших загадок современной космологии — проблеме недостатка лития во вселенной. Теория Большого взрыва очень хорошо предсказывает количество ядер водорода и гелия, синтезированных в первые минуты существования Вселенной, но по отношению к литию предсказание отличается от наблюдения почти в три раза. Некоторые теоретики считают проблему лития самой главной угрозой для теории Большого взрыва, поэтому работы, объясняющие механизмы его производства и уничтожения, могут повлиять на основы современной космологии.


Интересные материалы: