新研究提示，一些恒星可能被黑洞“感染”，从内部摧毁它们

暗物质可能是由早期宇宙中形成的微型黑洞构成的吗？一项新的研究表明，找到答案的一种方法是寻找被太初黑洞摧毁的失踪恒星。

一项新的研究表明，宇宙物质的很大一部分可能是从创世之初起就由微观黑洞组成的，而且它们可能正在从内到外吞噬恒星。

这项研究旨在解开暗物质之谜，暗物质是一种难以捉摸的实体，被认为占宇宙质量的 85%，但它不与光相互作用，实际上是不可见的。虽然这种难以捉摸的暗物质的本质仍然是一个谜，但并不缺乏想法。一个有趣的建议是它是由原初黑洞（PBH）组成的。  在英国皇家天文学会月刊上发表的一项新研究中，科学家们研究了PBH在恒星形成过程中所产生的影响。

许多黑洞是在大质量恒星死亡时形成的。超新星爆炸后，物质堆积得非常紧密，其引力克服了爆炸的向外力，有时导致前恒星的核心塌陷成黑洞。在 20 世纪 60 年代，科学家们意识到黑洞也可以在大爆炸后的最初几秒钟内直接由极其致密的物质区域形成。这些原始黑洞的质量范围可以从尘埃粒子的质量到太阳质量的数千倍。虽然关于PBH还有许多未解答的问题，但科学家相信它们可以弥补宇宙中缺失质量的一部分。

主要研究作者Nicolas Esser表示，激光干涉仪引力波天文台及其对应的室女座干涉仪首次探测到引力波，为研究这些原始黑洞创造了新的可能性。布鲁塞尔自由大学的理论物理学家在一封电子邮件中告诉《生活科学》。

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埃瑟和他的合著者研究了当质量相当于一颗大型小行星的PBH与恒星形成的巨大气体云相互作用时会发生什么。他们发现，这种大小的PBH将其质量压缩到不大于一滴雾的空间中，可以被新形成恒星的引力捕获。

其中一些PBH的轨道可以将它们直接拉过正在形成的恒星；每次发生这种情况，黑洞都会因为摩擦而失去一点速度。经过多次穿过新生恒星日益致密的内部后，微小的黑洞最终被捕获在恒星内部。

以这种方式捕捉到PBH的恒星并没有过着正常的生活。黑洞开始从内部吞噬恒星，以氢为燃料并支持核心的核聚变。

埃塞尔说，恒星物质“很可能”会形成一团螺旋状向黑洞飞去的气体漩涡，称为吸积盘。埃塞尔说，所有这些物质是否会落入黑洞或会引起爆炸尚不清楚，但这可能“导致可能被检测到的PBH的直接特征”。

这种宇宙同类相食的结果是：毁灭，特别是在质量约为太阳 80% 的老恒星中。埃塞尔惊讶地发现，这种大小的恒星毁灭的可能性比较小的恒星高得多。这将导致可能存在PBH的星系中缺乏较老、较大的恒星。反过来，这将有助于解释暗物质，因为“受感染的恒星会变成几乎看不见的黑洞。”

检测前景

寻找这种缺陷的最佳地点是超微弱的矮星系。根据埃塞尔的说法，要检测到足够多的被黑洞吞噬的恒星，“需要高暗物质密度”，并且PBH必须缓慢地穿过其宿主星系，以便被正在形成的恒星捕获。 “根据我们的观察和模型，目前只有超微弱的矮星系才满足这些条件。”

 观测应该能够确定这些微弱矮星系中恒星的数量和年龄。

“哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜都能够[检测]这种效应。我们目前正在研究欧几里得望远镜也能够检测到它的可能性，”埃塞尔说。如果较老、较大恒星的数量符合预期，这将有助于科学家将这些小行星质量的PBH排除为暗物质。

但如果没有预期的那么多，那就令人兴奋了。埃瑟说：“超微弱矮星系中年老恒星的缺乏显然暗示暗物质可能是由小行星质量的PBH构成的。”同时警告说可能还有其他解释。这样的发现可以为PBH提供诱人的证据，也可以帮助解释宇宙中一些难以捉摸的暗物质可能是什么。