Găuri negre minuscule ar putea exploda stele în Calea Lactee, pe furiș. Găurile negre primordiale ar putea, ocazional, să treacă prin stele pitice albe și să declanșeze explozii uriașe de supernove de tip Ia. Cercetătorii au descoperit că aceste evenimente ar putea explica tipare chimice observate în resturile de supernove, explozii din apropiere și stele de pe tot cuprinsul Căii Lactee. Găurile negre primordiale ar putea declanșa explozii stelare care își dezvăluie prezența în mod silențios prin compoziția chimică a Căii Lactee.
O echipă internațională de cercetare a constatat că găurile negre primordiale ar putea determina stelele pitice albe să explodeze ca supernove de tip Ia. Aceste explozii neobișnuite ar putea, de asemenea, să ajute la explicarea unui tipar de abundență chimică observat printre stelele din Calea Lactee, conform unui studiu recent publicat în The Astrophysical Journal.
Găurile negre primordiale (PBH) sunt resturi ipotetice din cele mai timpurii momente ale universului. Oamenii de știință cred că s-ar fi putut forma în timpul inflației cosmice, când expansiunea rapidă a amplificat fluctuațiile mici în distribuția materiei. Aceste găuri negre au fost propuse ca posibili candidați pentru materia întunecată, materialul invizibil considerat a reprezenta aproximativ 90% din toată materia din Univers ca masă. Deși materia întunecată nu poate fi văzută direct, efectele sale gravitaționale pot fi detectate pe tot cuprinsul galaxiilor și în întregul cosmos.
Găurile negre primordiale ar putea traversa stelele în timp ce se mișcă prin univers. Cercetări anterioare au sugerat că, dacă una ar trece printr-o pitică albă, gravitația sa ar putea crea forțe mareice puternice în interiorul stelei. Aceste forțe ar putea destabiliza pitica albă și ar putea determina explozia acesteia ca o supernovă de tip Ia (SNe Ia). O pitică albă este restul stelar dens lăsat în urmă după ce o stea de masă mică rămâne fără combustibil. Supernovele de tip Ia sunt explozii extrem de strălucitoare, despre care se crede, în general, că au loc atunci când o pitică albă devine instabilă și suferă o reacție termonucleară scăpată de sub control.
Cercetarea a fost condusă de Shing-Chi Leung, profesor asociat la SUNY Polytechnic Institute și om de știință asociat vizitator la Institutul Kavli pentru Fizică și Matematică a Universului (Kavli IPMU) de la Universitatea din Tokyo. Echipa a inclus, de asemenea, omul de știință senior vizitator Kavli IPMU Ken'ichi Nomoto și senior fellow Kavli IPMU Alexander Kusenko.
Oamenii de știință au investigat mișcarea, luminozitatea și proprietățile chimice ale supernovelor produse prin acest canal de explozie propus, declanșat de PBH. Într-o lucrare anterioară, publicată în 2025, echipa a arătat că exploziile declanșate de PBH ar putea produce SNe Ia cu proprietăți care seamănă îndeaproape cu cele generate de modelele standard de supernove de tip Ia.
Pentru noul studiu, cercetătorii și-au comparat modelele cu mai multe resturi de supernove bine cunoscute (Tycho, Kepler, 3C 397), supernove din apropiere (de exemplu, SN 2011fe, SN 2012cg) și abundențele chimice ale stelelor din Calea Lactee. Rezultatele lor au arătat că SNe Ia declanșate de PBH ar putea reproduce mai multe caracteristici observate în aceste supernove și resturile lor.
Cercetătorii au examinat izotopi radioactivi precum Ni-56, Ni-57 și elemente stabile precum Mn și Ni. Aceste semnături chimice le-au permis să estimeze masele și metalicitățile stelelor care au produs exploziile. Metalicitatea (cantitatea de metal la formarea stelei, care indică momentul nașterii stelei în vârsta cosmică) poate oferi indicii despre momentul formării unei stele și despre condițiile chimice existente la acel moment în istoria universului. În astronomie, metalele sunt elemente mai grele decât hidrogenul și heliul.
Echipa a folosit, de asemenea, modele de supernove pentru a explora cum acest mecanism de explozie ar putea contribui la îmbogățirea chimică galactică. Supernovele eliberează elemente nou formate în spațiu, unde aceste materiale pot deveni ulterior parte din noi stele și planete.
Analiza a indicat că o fracțiune non-zero de SNe Ia declanșate de PBH ar putea fi necesară pentru a explica tendința abundenței chimice observată în stelele de pe tot cuprinsul Căii Lactee. Acest lucru sugerează că găurile negre primordiale ar fi putut influența evoluția chimică a galaxiei noastre prin exploziile stelare pe care le-au declanșat.
„Lucrarea noastră sugerează că unele supernove pe care le observăm pe cer ar putea fi rezultatul PBH-urilor. Prin urmare, chiar dacă nu putem observa direct aceste entități evazive, ele lasă în natură multe indicii interesante pentru a ne investiga proprietățile”, a spus Leung. Cercetătorii plănuiesc să-și extindă investigația studiind modul în care exploziile declanșate de PBH ar putea afecta populația generală de supernove convenționale și ratele combinate ale acestor evenimente cosmice scurte, dar puternice.