Miedzynarodowy zespol badawczy odkryl, ze pierwotne czarne dziury - te hipotetyczne relikty z najwczesniejszych chwil wszechswiata - moga wyzwalac eksplozje bialych karzel jako supernowe typu Ia. Bo to wlasnie kosmos potrzebowal: wiecej wybuchajacych rzeczy. Badanie opublikowane w The Astrophysical Journal sugeruje takze, ze te niezwykle eksplozje moga pomoc wyjasnic zagadkowy wzorzec obfitosci chemicznej obserwowany wsrod gwiazd w Drodze Mlecznej.
Pierwotne czarne dziury (PBH) uwaza sie, ze powstaly podczas inflacji kosmicznej, gdy gwałtowna ekspansja wszechswiata wzmocnila drobne fluktuacje w rozkladzie materii. Od dawna proponowano je jako kandydatow na ciemna materie, niewidzialna substancje, ktora rzekomo stanowi okolo 90% calej materii we wszechswiecie pod wzgledem masy. Bo oczywiscie, czemu nie dodac 'potajemnie wybuchajacych gwiazd' do listy rzeczy, ktore moze robic ciemna materia.
Oto proponowany mechanizm: gdy pierwotne czarne dziury podrozuja przez przestrzen, moga od czasu do czasu przechodzic przez bialego karzel - gesta gwiazdowa pozostalosc po tym, jak gwiazda o malej masie wyczerpie paliwo. Grawitacja czarnej dziury tworzylaby potezne sily plywowe wewnatrz gwiazdy, destabilizujac ja i powodujac jej eksplozje jako supernowa typu Ia (SNe Ia). Supernowe typu Ia to niezwykle jasne eksplozje, ogolnie uwazane za wystepujace, gdy bialy karzel staje sie niestabilny i przechodzi niekontrolowana reakcje termojadrowa. Ale po co 'ogolnie uwazane', skoro mozna miec 'prawdopodobnie wyzwolone przez mala czarna dziure'?
Badania prowadzil Shing-Chi Leung, adiunkt w SUNY Polytechnic Institute i wizytujacy naukowiec w Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) na Uniwersytecie Tokijskim. W sklad zespolu weszli takze starszy wizytujacy naukowiec Kavli IPMU Ken'ichi Nomoto oraz starszy pracownik naukowy Kavli IPMU Alexander Kusenko. Zbadali oni ruch, jasnosc i wlasciwosci chemiczne supernowych powstajacych w wyniku tego proponowanego kanalu eksplozji wyzwalanej przez PBH.
We wczesniejszym artykule opublikowanym w 2025 roku zespol wykazal, ze eksplozje wyzwalane przez PBH moga produkowac SNe Ia o wlasciwosciach bardzo podobnych do tych generowanych przez standardowe modele. W nowym badaniu porownali swoje modele z kilkoma dobrze znanymi pozostalosciami po supernowych (Tycho, Kepler, 3C 397), pobliskimi supernowymi (np. SN 2011fe, SN 2012cg) oraz obfitoscia chemiczna gwiazd Drogi Mlecznej. Ich wyniki pokazaly, ze SNe Ia wyzwalane przez PBH moga odtworzyc kilka cech obserwowanych w tych supernowych i ich pozostalosciach.
Naukowcy zbadali radioaktywne izotopy, takie jak Ni-56, Ni-57, oraz stabilne pierwiastki, takie jak Mn i Ni. Te chemiczne sygnatury pozwolily im oszacowac masy i metalicznosc gwiazd, ktore wyprodukowaly eksplozje. Metalicznosc - ilosc metalu w momencie powstania gwiazdy, ktora wskazuje, kiedy gwiazda sie urodzila w kosmicznym wieku - dostarcza wskazowek co do tego, kiedy gwiazda powstala i jakie byly warunki chemiczne w tym punkcie historii wszechswiata. (W astronomii 'metale' to pierwiastki ciezsze niz wodór i hel, bo astronomowie maja swoje wlasne definicje.)
Zespol wykorzystal takze modele supernowych do zbadania, jak ten mechanizm eksplozji moze przyczyniac sie do chemicznego wzbogacania galaktyk. Supernowe uwalniaja nowo utworzone pierwiastki do przestrzeni, gdzie moga one pozniej stac sie czescia nowych gwiazd i planet. Analiza wskazala, ze niezerowa czesc SNe Ia wyzwalanych przez PBH moze byc potrzebna do wyjasnienia trendu obfitosci chemicznej obserwowanego w gwiazdach w calej Drodze Mlecznej. To sugeruje, ze pierwotne czarne dziury mogly wplywac na chemiczna ewolucje naszej galaktyki poprzez wyzwalane przez siebie eksplozje gwiazd.
'Nasza praca sugeruje, ze niektore supernowe, ktore obserwujemy na niebie, moga byc wynikiem dzialania PBH. Dlatego, choc nie mozemy bezposrednio obserwowac tych nieuchwytnych obiektow, pozostawiaja one wiele interesujacych wskazowek w przyrodzie, ktore pozwalaja nam badac ich wlasciwosci' - powiedzial Leung. Naukowcy planuja poszerzyc swoje badania o analize tego, jak PBH moga wplywac na inne zjawiska astrofizyczne.