Своєрідне скупчення зірок, що обертається навколо бурхливого центру Чумацького Шляху, може стати “безсмертним”, якщо постійно захоплюватиме і знищуватиме частинки темної матерії у своїх ядрах, припускає нове дослідження.
Використовуючи комп’ютерне моделювання зоряної еволюції, дослідники виявили, що частинки темної матерії, захоплені гравітацією цих зірок, можуть часто зіштовхуватися і “анігілювати” одна з одною всередині зірки, перетворюючись на звичайні частинки, вивільняючи при цьому значну кількість енергії.
Це додаткове джерело енергії може підтримувати стабільність зірки та потенційно зробити її безсмертною, навіть після того, як вичерпаються її регулярні запаси ядерного палива, припускають дослідники.
“Зірки спалюють водень в процесі ядерного синтезу, – повідомила провідний автор дослідження Ізабель Джон, докторант з фізики астрочастинок Стокгольмського університету, в інтерв’ю Live Science електронною поштою. “Зовнішній тиск від цього врівноважує внутрішній тиск гравітаційних сил і утримує зірки в стабільній рівновазі”.
Однак багато зірок, помічених поблизу центральної чорної діри Чумацького Шляху, здаються набагато молодшими, ніж передбачають теорії зоряної еволюції. Щоб з’ясувати цю загадку, дослідники перевірили, чи можуть зірки черпати енергію з багатих запасів темної матерії, яка, як вважається, існує в центрі галактики.
“Наші симуляції показують, що якщо зірки можуть збирати велику кількість темної матерії, яка анігілює всередині зірки, це може забезпечити аналогічний зовнішній тиск, роблячи зірку стабільною завдяки анігіляції темної матерії, а не ядерному синтезу – таким чином, зірки можуть використовувати темну матерію як паливо замість водню”, – сказав Джон. “Важливою відмінністю є те, що зорі витрачають свій водень, що в кінцевому підсумку призводить до їхньої загибелі. З іншого боку, зірки можуть збирати темну матерію безперервно”.
Еволюція зірок – добре вивчена тема. Взаємозв’язки між віком, світністю, розміром і температурою зорі були виведені з високою точністю як за допомогою теорії, так і астрономічних даних. Однак нещодавні спостереження показали, що властивості зірок поблизу центру Чумацького Шляху суперечать загальноприйнятій теорії зоряної еволюції.
“Найвіддаленіші зірки нашої Галактики, зірки S-скупчення, демонструють ряд властивостей, які не зустрічаються більше ніде: незрозуміло, як вони опинилися так близько до центру, де середовище вважається досить ворожим для зореутворення”, – пояснив Джон. “Вони також здаються набагато молодшими, ніж можна було б очікувати, якби зірки перемістилися туди звідкись з іншого місця. Крім того, здається, що там несподівано багато важких зірок”.
Ці дивні властивості зірок S-скупчення можна пояснити наявністю в них додаткового джерела енергії. Наприклад, це додаткове джерело енергії може дозволити зірці спалювати водень – звичайне джерело енергії – з меншою швидкістю, внаслідок чого вона старіє повільніше і виглядає молодшою, ніж є насправді.
У своєму нещодавньому дослідженні Джон разом з Тімом Лінденом зі Стокгольмського університету та Ребеккою К. Ліне з Національної лабораторії прискорювачів SLAC при Стенфордському університеті припустили, що таким джерелом може бути анігіляція частинок темної матерії. Це пояснення узгоджується з тим фактом, що більша кількість темної матерії, як вважають, ховається в центрі галактики, саме там, де спостерігалися дивакуваті зірки.
“На більшій частині Чумацького Шляху щільність темної матерії недостатньо висока, щоб впливати на зірки, – сказав Джон. “Але в центрі галактики кількість темної матерії дуже велика, потенційно в багато мільярдів разів більша, ніж на Землі”.
Щоб перевірити свою гіпотезу, дослідники провели комп’ютерну симуляцію життєвого циклу зірки, оточеної хмарою темної матерії з густиною, що відповідає густині галактичного центру. Вони припустили, що темна матерія складається зі слабко взаємодіючих масивних частинок – одного з основних кандидатів на роль компонентів темної матерії.
Оскільки частинки темної матерії ще не були знайдені в лабораторних експериментах, сила їх взаємодії зі звичайною матерією і швидкість, з якою вони анігілюють одна одну, невідомі. Але дослідження показало, що для певних значень цих величин механізм виробництва енергії на основі темної матерії чудово пояснює спостережувані властивості зірок S-скупчення.
Однак, щоб підтвердити своє пояснення, автори вважають, що потрібно відкрити більше зірок поблизу галактичного центру. Крім того, необхідно провести точніші вимірювання параметрів відомих зірок, щоб надійно порівняти спостереження з теоретичними передбаченнями. Сподіваємося, що такі спостереження стануть можливими в найближчому майбутньому за допомогою Дуже великого телескопа в Чилі або обсерваторії Кека на Гаваях, кажуть дослідники.
“Більш точні спостереження за зірками S скупчення нададуть нам більше інформації про ці зірки та процеси, що відбуваються в них, – сказав Джон. “Це покаже, чи узгоджуються спостереження з нашими моделюваннями, чи інші пояснення їхніх незвичайних властивостей стають більш сприятливими”.
Читайте також:
View Comments
"Ефір – це носій (володар в собі) потенціалів потужності, хронологічно-інформаційної, енергетично-матеріальної субстанції Колективного Розуму Всесвіту (Бога), носій законів утворення, розвитку, існування, та збереження Всесвіту." (Автор).