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7月29日星期二20点02分
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谢谢！ 这是宇宙飞船ch中的人的捕获。
这次是“内含黑洞的特殊恒星性质”的主题进行解说。
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宇宙诞生后不久就存在的非常小的黑洞有可能被捕获在恒星的内部。
根据最初提出这个想法的斯蒂芬霍金的名字，将内部潜伏着非常小的黑洞的假设恒星称为“霍金星有时称为“”。
马克斯·普朗克天体物理学研究所等国际研究小组对霍金星的特征和进化等进行了分析。
本文将谈谈最新研究中发现的霍金星球的性质。
●假说中的“霍金星”图片
一般来说，研究人员认为，恒星有可能捕获漂浮在宇宙空间中的极小黑洞，并长期稳定地存在于其中。
内部携带了非常小的黑洞的恒星有时被称为“霍金星”。
○霍金星球内在的特殊BH一般来说，黑洞是在重30倍以上的超大质量恒星结束一生时，大质量星因自身强大的重力被压缩到极限而形成的超高密度天体。
在这种一般的形成方案中，认为黑洞的质量存在相当于太阳2~3倍左右的下限值，低于该下限值时，形成的不是黑洞而是中子星。
因此一般的黑洞比太阳还重，对恒星的重力影响非常强大，不可能在恒星内部长期稳定存在。
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Credit:MPA，background image:wikimedia/creative commons
但是在原始黑洞( Primordial Black Hole，PBH )这个特殊分类的黑洞中，也可能存在质量远远小于太阳的东西。
如果是小于一定质量的PBH，应该可以在影响不明显的情况下稳定地存在于恒星内部。
“霍金星”中内在的黑洞不是一般的黑洞，而是小巧的PBH。
○原始黑洞( PBH )图片
我会再深入一点关于PBH的。
一般认为，PBH并不是在大质量星的临终瞬间诞生的，而是在宇宙诞生后的“通货膨胀”后不久诞生的。
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这个PBH有可能大量存在于宇宙中，以至于也是暗物质的候补之一，其中有些PBH的概率非常低，但与恒星碰撞也不奇怪。
原始黑洞理论上不存在其形成瞬间的质量下限值。
尽管如此，由于黑洞会因被称为“霍金辐射”的现象而蒸发，诞生时质量不足10亿吨的PBH，在至今为止的138亿年间应该已经消失了。
但是理论上，也存在着大大低于一般黑洞质量下限值的极小的PBH，甚至其现在也有可能存在于太阳内部。
●如果太阳是霍金星球会怎么样？图片
Credit:MPA，background image:wikimedia/creative commons
那么，有太阳质量的“霍金星”时，该恒星会如何进化呢？
进行最新分析的国际研究小组表示，该恒星的进化方案似乎很大程度上取决于内在PBH的质量。
前提是，PBH的质量在太阳的百万分之一以下时，影响非常小，无法通过外部恒星的观测检测出异常。
也就是说，现在的太阳也有可能含有不足太阳质量百万分之一的PBH。
如果吸收了更多质量的PBH，或者PBH在恒星内部生长获得了更多的质量，恒星的性质就会开始观测到异常。
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Credit:MPA
那么作为具体的剧本，介绍太阳质量恒星诞生之初，就包含着质量为其1000亿分之一的PBH时的模拟结果。
左右都是太阳质量的恒星，但右边是质量为太阳1000亿分之一的黑洞。
横轴表示恒星的年龄，纵轴表示半径，46亿年左右的纵虚线表示现在太阳的年龄。
模拟结果表明，即使内在PBH，目前太阳年龄时恒星大小也没有变化。
但是黑洞通过一点点吞噬恒星内部的物质而逐渐增加影响力，恒星在60~70亿岁的时候，内含黑洞的话会更快肥大化。
被PBH强大重力捕捉的周围物质形成围绕PBH的圆盘状超高温结构。
在内含PBH的霍金星球上，黑洞周围的超高温结构有时会取代核聚变成为星星的能量来源。
将PBH周围的超高温结构的光度(释放能量的强度)，以下简称为“PBH的光度)不起作用。
在此基础上，我们来看看内含PBH的恒星进化过程中的光度变化吧。
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Credit:Bellinger et al.(2023 )
左边显示的是不具有PBH的普通太阳质量恒星的光度变化，右边显示的是内在PBH为太阳质量的1000亿分之一的太阳质量恒星的演化所伴随的光度变化。
横轴表示年龄，纵轴表示光度。
垂直虚线表示现在太阳的年龄( 46亿岁)。
另外，红色曲线表示核聚变的光度，黑色曲线表示“PBH的光度”。
从太阳质量恒星形成初期开始，内含质量为其1000亿分之一的PBH时，恒星会慢慢吸收中心部的物质，在距今10~20亿年内核聚变开始衰退，不久就会停止，而是“PBH的光度”增大。
恒星达到70亿岁时，PBH的质量会增长到太阳的千分之一。
含有PBH的恒星，恒星整体以比通常快得多的速度膨胀，整体的光度也迅速增大。
但最终不会像普通恒星晚期阶段的红色巨星那样膨胀，光度也不会变大。
另外，如果从太阳质量恒星形成之初就存在质量为其100亿分之一的PBH，则PBH会更迅速地生长。
这种情况下，即使在诞生46亿年的时候，预计也会拥有数倍于太阳的光度，所以这个剧本与现实中的太阳明显矛盾。
总结这次的话，、首先，小PBH的影响很小，不可否认，现在的太阳也有可能存在不足太阳质量百万分之一的PBH。
另外，从太阳形成初期开始就包含PBH的情况下，该PBH的初始质量不会超过太阳的1000亿分之一。
而且，假设太阳中存在PBH，也可能要到几亿多年后才能知道其事实。
通过发现与包含在此次模拟中得到的PBH的恒星特征一致的特殊恒星，可以将其确定为“霍金星”，并且配资盘官网最新信息，作为假说中天体的PBH的存在也备受期待。
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