Якщо темна матерія дійсно існує, то за певних умов вона може накопичуватися всередині об’єктів субзоряної маси, формуючи так звані темні карлики. І одне з можливих місць, де їх можна знайти — центр Чумацького Шляху.
Згущення темної матерії
Група англійських та американських науковців опублікувала у журналі Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, статтю, в якій описали нову можливість знайти темну матерію. Цілком можливо, що вона формує об’єкти субзоряної маси, які ми потенційно можемо побачити.
Про те, чи справді більша частина речовини у Всесвіті має існувати у вигляді чогось, що ніяк не вступає у взаємодію з рештою матерії, крім гравітаційної взаємодії, суперечки тривають вже не один рік. Більшість вчених погоджуються із тим, що темна матерія існує, але з яких саме частинок вона складається та якими методами можна її виявити — одне з найбільших питань сучасної фізики й прочитати про це можна ось у цій статті.
Ідея нового дослідження є розвитком теми, яка ж неодноразово обговорювалася: утворення компактних об’єктів всередині галактик. Тільки цього разу мова йде не про зорі й не про планети, а про щось середнє між ними. При цьому утворюватися вони мають там, де темної матерії багато — біля ядра Чумацького Шляху.
WIMP та фізика темної матерії
При цьому все вищезазначене стосується тільки певного типу складових темної матерії — важких частинок, що слабко взаємодіють з оточенням — WIMP. Ані аксіони, ані стерильні нейтрино, ані первинні чорні діри так себе проявляти не можуть.
WIMP же мають накопичуватися всередині будь-якого достатньо великого об’єкта, наприклад зорі. І там, при достатній кількості вони можуть анігілювати із випромінюванням фотонів певної частоти. Щоправда, інтенсивність цього процесу у порівнянні із термоядерними реакціями значно слабша.
В результаті цього можливе випромінювання від анігіляції, WIMP губиться у загальному потоці світла від зорі. Але цієї проблеми немає, якщо мова йде про коричневі карлики. Ці об’єкти мають масу близько 8% сонячної та або не підтримують термоядерні реакції, або підтримують їх дуже слабко.
Однак WIMP всередині них можуть накопичуватися без проблем. А коли вони збираються у достатній кількості, то цілком можуть почати анігілювати, значно підвищуючи світимість достатньо тьмяного коричневого карлика, перетворюючи його на карлик темний.
Як їх знайти?
Так, попри назву, темні карлики не є темними. Навпаки, вони є яскравішими за коричневі карлики схожої маси. І проблема саме в тому, як відділити їх від значно яскравіших зір, наприклад, карликів червоних.
Проте на це питання у вчених вже є відповідь: ізотоп літію-7. За звичайних умов на зорі він швидко вступає у термоядерні реакції й витрачається. Але на об’єкті, що випромінює енергію завдяки анігіляції темної матерії, він має зберігатися.
Тому, якщо на якійсь зорі цей ізотоп є у достатній кількості — вона і є темним карликом. І завдання виявлення таких об’єктів уже зараз цілком під силу, наприклад, космічному телескопу James Webb.
За матеріалами phys.org
