Темна матерія може зробити зорі в центрі Чумацького Шляху безсмертними

Науковці вивчили незвичайні зорі в центрі нашої галактики, які здаються молодшими, ніж мали би бути. Дослідники припустили, що мають справу з раніше невідомим механізмом отримання енергії, пов’язаним з анігіляцією антиматерії. Він може зробити ці світила практично безсмертними.

Темна матерія може робити зорі безсмертними
Темна матерія може робити зорі безсмертними. Джерело: www.livescience.com

Незвичні зорі в центрі Галактики

Команда астрономів припустила існування нового класу зір, які можуть перебувати у межах світлового року від центру Чумацького Шляху. Вони можуть мати незвичний механізм отримання енергії — анігіляцію темної матерії. Якби цей процес відбувався, то створював би зовнішній тиск на зорі, відмінний від водневого синтезу. Результати дослідження опубліковані на сервері препринтів arXiv.

Спостерігати наш галактичний центр, навколо якого обертаються зорі Галактики, досить складно, оскільки ця область на деяких довжинах хвиль сильно засвічена. Надмасивна чорна діра Стрілець А* має масу в чотири мільйони разів більшу за сонячну. Вона є яскравим джерелом радіохвиль і була сфотографована у 2022 році. Зорі обертаються навколо неї зі швидкістю кілька тисяч кілометрів на секунду (порівняно з орбітальною швидкістю Сонця 240 км/с).

Ці об’єкти, що називаються зорями S-кластера, дуже загадкові, а їхні властивості не схожі ні на що інше в Чумацькому Шляху. Походження цих світил невідоме, оскільки середовище у межах приблизно трьох світлових років від центру вважається ворожим до зореутворення. Вони здаються набагато молодшими, ніж можна було б очікувати, якби вони перемістилися всередину звідкись ззовні. 

Класифікація зір

Зорі — це ядерні печі, що виробляють тепло, спалюючи водень за допомогою ядерного синтезу. Теплове випромінювання від цієї реакції та термодинамічна конвекція зоряної плазми чинять відцентрову силу на всі їхні шари, що переважно складаються з водню та гелію. Ця сила врівноважується гравітацією, що, навпаки, намагається їх стиснути.

Діаграма Герцшпрунга — Рассела класифікує зорі, залежно від їхньої світності та ефективної температури. За винятком білих карликів і червоних гігантів, «головна послідовність» на цій діаграмі вигинається з лівого верхнього кута у правий нижній, і більшість світил лежить на ній. Сонце розташоване приблизно посередині, оскільки їхні світності показані як відношення до його світності.

Однак ця діаграма не враховує темної матерії. Її присутність була підтверджена спостереженнями, які виявили недостатню кількість звичайної матерії, щоб пояснити вищі, ніж очікувалося, швидкості обертання зір навколо галактичного центру.

Анігіляція темної матерії всередині Галактики

Густина темної матерії найвища поблизу центру і зменшується з віддаленням від нього. Логічно передбачити, що одним із місць, де вона може проявляти себе, будуть зорі, розташовані в цих регіонах. Якщо це так, то анігіляція цього екзотичного різновиду речовини створюватиме додатковий зовнішній тиск всередині зорі й може навіть домінувати над ядерним синтезом.

Щоб врахувати анігіляцію темної матерії, група використовувала відносно стандартні параметри зореутворення протягом еволюції Чумацького Шляху, а для її частинок обрала відносно невелику масу, що приблизно відповідає протону. Використовуючи комп’ютерну модель зоряної еволюції, науковці припустили, що ці частинки мігрують до центру Галактики, а потім починають вливати енергію темної матерії до складу зорі. Потім зоря еволюціонувала, поки не досягла гілки червоного гіганта на діаграмі Грцшпрунга — Рассела або поки не досягла віку 10 млрд років, тобто часу життя Чумацького Шляху.

Вони розрахували зоряні популяції без присутності темної матерії та з нею. З темною матерією масивніші зорі мали нижчу густину темної матерії, водень в їхньому ядрі повільніше синтезувався і їхня еволюція сповільнювалася. Але світила в області з вищою густиною темної матерії зазнали значних змін — вони підтримували рівновагу завдяки «горінню» темної матерії з меншою кількістю термоядерного синтезу або взагалі без нього. Через це вони утворювали абсолютно нову групу на діаграмі Герцшпрунга — Рассела.

За матеріалами phys.org

Земна атмосфера здатна захистити нас від близького спалаху наднової
Вони серед нас: вчені Гарварду припускають, що прибульці маскуються під людей
NASA витратить 19,5 млн доларів на запуск фальшивої зірки
Марсохід Perseverance доїхав до Світлого янгола
Подорож до Марса ціною нирок: організм людини не витримає міжпланетний переліт
В Англії екоактивісти облили фарбою стародавню обсерваторію
Кратери та іржа: TGO зазнімкував багату на метали ділянку на Марсі
Темою міжнародного хакатону NASA у 2024 році стане Сонце
Червоні та коричневі карлики: Дуже Великий телескоп знайшов приховані супутники яскравих зір
Астрофотограф зафільмував сріблясті хмари над Україною (відео)