Магнитные поля спасают звёзды от чёрных дыр в сердце Галактики

Центральные области Млечного Пути давно озадачивают учёных своим звёздным населением. Наблюдения показывают неожиданно большое количество компактных объектов, таких как белые карлики и нейтронные звёзды, особенно тех, что обладают колоссальными магнитными полями. При этом обычные пульсары — разновидность нейтронных звёзд — здесь почти не встречаются. Астрономы называют эту диспропорцию «проблемой пропавших пульсаров».

Одно из возможных объяснений этой аномалии связано с тёмной материей. Согласно гипотезе, её неизвестные частицы могут скапливаться внутри звёзд, постепенно формируя в ядре микроскопическую чёрную дыру. Такая «эндопаразитическая» дыра должна расти, поглощая вещество светила, и в конечном счёте полностью его уничтожить. Этот процесс мог бы объяснить, почему некоторые типы звёзд в галактическом центре встречаются реже, чем ожидалось.

Механизм магнитного спасения

Однако новое теоретическое исследование, опубликованное в The European Physical Journal C, вносит в эту картину важную поправку. Учёные описали механизм под названием «магнитно-остановленная трансмутация». Его суть в том, что мощное магнитное поле внутри звезды способно создавать давление, которое может уравновесить гравитационное притяжение растущей чёрной дыры.

В обычных условиях вещество неудержимо падает в чёрную дыру под действием её тяготения. Но если магнитное давление становится сопоставимым с гравитационным, процесс аккреции — «питания» дыры — резко замедляется или полностью прекращается. Исследователи вывели условие: всё зависит от соотношения силы магнитного поля, плотности вещества и массы «зародыша» чёрной дыры. Если этот параметр остаётся ниже критического порога, рост дыры останавливается на ранней стадии, не разрушая звезду.

Разгадка галактических тайн

Эта модель предлагает изящное объяснение сразу нескольким наблюдаемым феноменам. Например, она может прояснить, почему в центре Галактики наблюдается избыток магнитных белых карликов. Эти объекты, обладающие сильными внутренними полями, могут выживать дольше своих обычных собратьев, поскольку их потенциальные внутренние чёрные дыры оказываются «задушены» магнитным давлением.

Тот же механизм помогает понять и дефицит обычных пульсаров. Их магнитные поля слабее, поэтому они не могут эффективно противостоять росту чёрной дыры и разрушаются быстрее. Даже существование редкого магнетара — нейтронной звезды с экстремальным магнитным полем — вблизи сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* может быть следствием этого защитного процесса.

Хотя предложенная модель пока остаётся теоретической и требует детальных расчётов, она предлагает новый способ связать воедино несколько ключевых аспектов астрофизики: эволюцию звёзд, свойства экстремальных магнитных полей и гипотетическое поведение тёмной материи. Она превращает разрозненные загадки галактического центра в части единой физической головоломки.

Если будущие наблюдения и более сложные симуляции подтвердят предсказания этой работы, это станет значительным шагом в понимании жизни и смерти самых плотных объектов во Вселенной. Учёные получат ключ к тому, что происходит в скрытых недрах звёзд, находящихся в самых экстремальных условиях нашей Галактики.