Таємничі «бозонні зорі»: що приховують невидимі світила з темної матерії

Вдивляючись у нічне небо, ми бачимо наповнений зорями Всесвіт. Але не всі з них можна побачити. Виявляється, Всесвіт може бути заповнений невидимими «бозонними зорями», які складаються з екзотичної матерії, яка не випромінює світла. 

Ілюстрація бозонної зірки
Ілюстрація «бозонної зорі». Авторство: Dall-E

Темна матерія, на думку вчених, становить близько 25% маси й енергії Всесвіту. Однак, попри численні непрямі докази, її природа залишається загадкою. Науковці тривалий час припускали, що темна матерія складається з частинок, відомих як слабко взаємодіючі масивні частинки (WIMP). Згідно з теоріями суперсиметрії, вони мали б масу, схожу до найважчих відомих частинок, як-от топ-кварк, але залишалися б майже невидимими. 

Попри десятиліття досліджень, прямі докази існування WIMP досі знайти так і не вдалося. Це спонукало науковців звернути увагу на іншу гіпотетичну частинку — аксіон. 

Що таке аксіони? 

Аксіони виникли як спроба розв’язати проблему симетрії в сильній ядерній взаємодії. Вона підпорядковується двом симетріям: заряду і парності. Науковці припустили, що ці симетрії можна пояснити через нове квантове поле, яке пов’язане із сильною взаємодією. Аксіон став уособленням цього поля. Назву частинка отримала на честь бренду мийного засобу, адже «очистила» проблему симетрії. 

Якщо аксіони існують, вони могли б бути ідеальними кандидатами на роль темної матерії. Ці частинки мають надзвичайно малу масу — в трильйони разів меншу за масу нейтрино. Через це їхня квантово-хвильова природа проявляється у величезних масштабах, аж до розмірів галактики. 

Крім того, аксіони належать до бозонів — типу частинок, які можуть перебувати у тому самому квантовому стані. Це дозволяє їм утворювати надщільні скупчення під дією гравітації, що може нагадувати зорі. 

Невидимі «бозонні зорі» 

«Бозонні зорі» — це уявні об’єкти, які можуть бути утворені з аксіонів. Вони абсолютно невидимі, адже не випромінюють світла і майже не взаємодіють зі звичайною матерією. За масою такі світила можуть бути подібними до звичайних або ж настільки масивними, що охоплюють ядра галактик. 

Можливе існування таких об’єктів має як переваги, так і виклики для науки. З одного боку, «бозонні зорі» могли б пояснити вплив на ядерний синтез у звичайних світилах чи вибухати в подіях, подібних до наднових. З іншого боку, виявити їх буде надзвичайно складно, адже вони практично невидимі. 

Поки аксіони залишаються гіпотезою, але їхній пошук триває. Навіть якщо ці частинки не виявляться джерелом темної матерії, вони відкриють нові горизонти у вивченні фундаментальних властивостей Всесвіту. 

Захоплює думка, що у глибокому космосі можуть існувати невидимі, «мовчазні зорі», утворені екзотичною матерією. Це ще один доказ того, наскільки загадковим і незвіданим є наш Всесвіт

Раніше ми повідомляли про те, як частка Бога запобігла руйнуванню нашого Всесвіту.

За матеріалами space.com

Новини інших медіа
Потужна сонячна буря утворила нові радіаційні пояси Землі
Злиття нейтронних зір породжує чисті тони гравітаційного камертона
Астрофотограф зазнімкував епічний транзит МКС над південним полюсом Місяця
Астронавти вперше на Twitch: NASA запрошує на унікальну подію з МКС
Як два Чумацькі Шляхи: астрономи виявили гігантський джет у ранньому Всесвіті
Квантовий прогноз: смерть Всесвіту настане під час переходу до істинного вакууму
Як примусити інопланетних мікробів рухатися
Наймасивніша структура у Всесвіті виявилась схожою на артефакт інків
Інколи уламки космічних ракет можуть вражати пасажирські літаки
Астрономи отримали зображення «космічної павутини» у високій роздільній здатності