Обнаружена ультраредкая «звезда темной материи». Но это пока не точно

Астрономы, изучающие  странную звездную система, которую наблюдал спутник Gaia Европейского космического агентства, поначалу считали, что это обычная звезда, вращающаяся вокруг черной дыры. Однако теперь обнаружены данные, свидетельствующие о чем-то странном: возможно, о неизвестном ранее типе звезды, состоящей из невидимой темной материи. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv .

Сама система состоит из солнцеподобной звезды, но у нее есть «компаньон». Звезда весит немного меньше Солнца (0,93 солнечной массы) и имеет примерно такой же химический состав, как и наша звезда. Загадочный «компаньон» намного массивнее — около 11 масс Солнца. Объекты вращаются вокруг друг друга на расстоянии 1,4 астрономических единицы, что примерно соответствует расстоянию от  Марса до Солнца, когда он вращается вокруг светила, совершая полный оборот за 188 дней.

Чем мог быть этот темный спутник? Одна из гипотез — это черная дыра. Но у этого предположения есть изъяны. Черные дыры образуются в результате гибели очень массивных звезд, и для того, чтобы возникла такая ситуация, солнцеподобная звезда должна была сформироваться вместе с одним из этих монстров. Хотя этот сценарий не является полностью невозможным, он требует экстраординарной тонкой настройки, чтобы совпадение произошло и чтобы эти объекты оставались на орбите вокруг друг друга в течение миллионов лет.

Так что, возможно, этот спутник на темной орбите — нечто гораздо более экзотическое, как предполагают астрономы в новом исследовании. Возможно, это скопление частиц темной материи.

Темная материя — это невидимая форма материи, которая составляет большую часть массы каждой отдельной галактики. До сих пор нет четкого представления о его идентичности. Большинство теоретических моделей предполагают, что темная материя плавно распределяется в каждой галактике, но есть модели, которые позволяют ей собираться в комки.

Одна из этих моделей предполагает, что темная материя — это новый вид бозона. Бозоны, в свою очередь, — это частицы, переносящие силы природы; например, фотон — это бозон, несущий электромагнитную силу. Хотя мы знаем лишь об ограниченном наборе бозонов в Стандартной модели физики элементарных частиц, ничто, в принципе, не мешает Вселенной иметь гораздо больше видов.

Эти виды бозонов не будут нести силы, но они все равно «пропитают» вселенную. Главное, отмечают ученые, чтобы они могли образовывать большие комки. Некоторые из этих скоплений могут быть размером с целые звездные системы, но некоторые — намного меньше. Мельчайшие сгустки бозонной темной материи могут быть такими же маленькими, как звезды, и эти гипотетические объекты получили новое название: бозонные звезды.

Бозонные звезды были бы полностью невидимы. Поскольку темная материя не взаимодействует с другими частицами или со светом, мы могли бы обнаружить их только по гравитационному влиянию на их окружение — как если бы обычная звезда вращалась вокруг бозонной звезды.

Исследователи показали, что простая модель бозонной темной материи может произвести достаточное количество бозонных звезд, чтобы сделать этот результат в данных Gaia правдоподобным, и что замена предполагаемой черной дыры бозонной звездой может объяснить все данные наблюдений.

Маловероятно, что это действительно открытие бозонной звезды, однако авторы  призывают к дальнейшим наблюдениям. Главное — эта уникальная система дает нам редкую возможность изучить поведение сильной гравитации, позволяя проверить общую теорию относительности Эйнштейна —  верна ли она. Во-вторых, если это бозонная звезда, то система является идеальной экспериментальной установкой, и эту информацию можно использовать, чтобы заглянуть в темные уголки Вселенной.

 

 

Изображение: NASA/JPL-Caltech

Нет комментариев