Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες ενδέχεται να πυροδοτούν ορισμένες εκρήξεις λευκών νάνων, αφήνοντας μετρήσιμα ίχνη στη χημική σύσταση του Γαλαξία μας.
Ορισμένοι υπερκαινοφανείς τύπου Ia ίσως ξεκινούν από έναν αόρατο εισβολέα που περνά μέσα από έναν λευκό νάνο. Μια διεθνής ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να προκαλέσουν αυτές τις αστρικές εκρήξεις, αφήνοντας πίσω τους χημικά μοτίβα που έχουν παρατηρηθεί στον Γαλαξία μας.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal.
Οι αρχέγονες μαύρες τρύπες (PBH) είναι υποθετικά κατάλοιπα του πρώιμου σύμπαντος, τα οποία ενδέχεται να σχηματίστηκαν από διακυμάνσεις της ύλης κατά τη διάρκεια του κοσμικού πληθωρισμού.
Θεωρούνται επίσης πιθανοί υποψήφιοι για τη σκοτεινή ύλη, το αόρατο υλικό που αντιπροσωπεύει περίπου το 90% της μάζας της ύλης στο Σύμπαν.
Καθώς οι αρχέγονες μαύρες τρύπες ταξιδεύουν στο διάστημα, ορισμένες θα μπορούσαν να περάσουν μέσα από αστέρια. Προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει ότι οι έντονες παλιρροϊκές δυνάμεις που δημιουργούνται από τη βαρύτητα μιας αρχέγονης μαύρης τρύπας κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας συνάντησης, θα μπορούσαν να αναφλέξουν έναν λευκό νάνο —το συμπαγές κατάλοιπο που αφήνει πίσω του ένα αστέρι χαμηλής μάζας— και να προκαλέσουν την έκρηξή του ως υπερκαινοφανή τύπου Ia (SNe Ia).
Κρυμμένες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να αναφλέξουν αστέρια
Ο Σινγκ-Τσι Λέουνγκ, επίκουρος καθηγητής στο Πολυτεχνικό Ινστιτούτο SUNY και επισκέπτης συνεργάτης επιστήμονας στο Ινστιτούτο Καβλί για τη Φυσική και τα Μαθηματικά του Σύμπαντος (Kavli IPMU) του Πανεπιστημίου του Τόκιο, ηγήθηκε της έρευνας.
Στη μελέτη συμμετείχαν επίσης ο Κενίτσι Νομότο, επισκέπτης ανώτερος επιστήμονας στο Kavli IPMU, και ο Αλεξάντερ Κουσένκο, ανώτερος ερευνητής στο ίδιο ινστιτούτο.
Οι ερευνητές εξέτασαν την κίνηση, το φως και τα χημικά ίχνη που αναμένονται από υπερκαινοφανείς οι οποίοι προκύπτουν μέσω αυτού του προτεινόμενου μηχανισμού που πυροδοτείται από αρχέγονες μαύρες τρύπες.
Σε μια προηγούμενη μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2025, η ομάδα έδειξε ότι οι εκρήξεις που ξεκινούν από αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να παράγουν υπερκαινοφανείς τύπου Ia, οι οποίοι μοιάζουν σε μεγάλο βαθμό με εκείνους που δημιουργούνται από τα τυπικά μοντέλα υπερκαινοφανών αυτού του τύπου.
Οι παρατηρήσεις ταιριάζουν με τις προτεινόμενες εκρήξεις
Για την πιο πρόσφατη εργασία τους, οι ερευνητές συνέκριναν τα μοντέλα τους με τα υπολείμματα υπερκαινοφανών Tycho, Kepler και 3C 397, καθώς και με κοντινές εκρήξεις, συμπεριλαμβανομένων των SN 2011fe και SN 2012cg.
Εξέτασαν επίσης τα πρότυπα χημικής αφθονίας σε αστέρια σε ολόκληρο τον Γαλαξία μας.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι υπερκαινοφανείς τύπου Ia που πυροδοτούνται από αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να αναπαράγουν αρκετές από τις παρατηρούμενες ιδιότητες αυτών των αντικειμένων.
Μελετώντας ραδιενεργά ισότοπα όπως το νικέλιο-56 (Ni-56) και το νικέλιο-57 (Ni-57), μαζί με σταθερά στοιχεία όπως το μαγγάνιο (Mn) και το νικέλιο (Ni), οι ερευνητές προσδιόρισαν τις μάζες και τις μεταλλικότητες των άστρων που προκάλεσαν τις εκρήξεις και τα υπολείμματα.
Η μεταλλικότητα, δηλαδή η ποσότητα των βαρύτερων στοιχείων που υπήρχαν όταν σχηματίστηκε ένα αστέρι, προσφέρει στοιχεία για την ηλικία του στην κοσμική ιστορία.
Οι ερευνητές μοντελοποίησαν επίσης πώς αυτός ο προτεινόμενος μηχανισμός έκρηξης θα μπορούσε να συμβάλει στον χημικό εμπλουτισμό του γαλαξία.
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι απαιτείται ένα συγκεκριμένο ποσοστό υπερκαινοφανών τύπου Ia που πυροδοτούνται από αρχέγονες μαύρες τρύπες για να εξηγηθεί μια τάση χημικής αφθονίας που παρατηρείται στα αστέρια του Γαλαξία μας.
«Η εργασία μας υποδηλώνει ότι ορισμένοι υπερκαινοφανείς που παρατηρούμε στον ουρανό θα μπορούσαν να είναι το αποτέλεσμα αρχέγονων μαύρων τρυπών.
Επομένως, παρόλο που δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα αυτές τις φευγαλέες οντότητες, αφήνουν πολλά ενδιαφέροντα στοιχεία στη φύση ώστε να διερευνήσουμε τις ιδιότητές τους», δήλωσε ο Λέουνγκ.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν να διευρύνουν την έρευνά τους εξετάζοντας πώς οι εκρήξεις που πυροδοτούνται από αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να επηρεάσουν τον συνολικό πληθυσμό των συμβατικών υπερκαινοφανών και τα συνδυαστικά ποσοστά αυτών των βραχύβιων αστρονομικών φαινομένων.
