В нашей галактике могут существовать миллионы невидимых звезд: учёные придумали, как их обнаружить

Темная материя – одно из самых загадочных явлений во Вселенной. Ее существование создает множество вопросов, на которые пока нет ответа. Одним из таких вопросов было то, что темная материя предполагает существование целой вселенной невидимых "зеркальных звезд", галактик и туманностей. Теперь, кажется, ученые нашли способ "увидеть" этих невидимок.

• Ключ к разгадке темной материи: ученые назвали космические объекты, которые могут поглощать черные дыры

Детали

Следует начать с того, что астрономы имеют десятки независимых доказательств, указывающих на существование определенной формы материи во Вселенной, которая фактически невидима. Она не взаимодействует со светом, но оказывает гравитационное влияние на обычную материю. Темная материя удерживает галактики склеенными вместе, несмотря на высокую скорость вращения, сохраняет целостность газовых скоплений, несмотря на их высокую температуру, изгибает путь фонового света по всей Вселенной и даже формирует наибольшие структуры в космосе.

Несмотря на доказательства ее существования, идентичность частиц темной материи остается неизвестной. В течение десятилетий космологи предполагали, что существует только один вид частиц темной материи, доминирующий во Вселенной. Но недавно они начали задумываться, может ли темная материя быть такой же богатой и разнообразной, как обычная Вселенная. Например, некоторые физические теории предполагают существование двойника, или "зеркала", для каждой нормальной частицы материи, которая "живет" во вселенной темной материи. В этом видении космоса должны быть темные электроны, темные кварки, темные нейтрино и т.п., которые взаимодействуют друг с другом через собственный набор фундаментальных сил, совершенно отличных от известных нам сегодня.

Эта зеркальная вселенная была бы повсюду, но невидимой для нас. В новой статье, еще не рецензированной, опубликованной 29 ноября в базе данных препринтов arXiv, группа астрономов задалась вопросом, как проверить существование этой невидимой вселенной. Они считают, что зеркальные звезды можно зафиксировать, и они будут выглядеть совсем иначе, чем что-либо другое, что мы когда-либо находили во Вселенной.

Зеркальные звезды образуются, когда разные виды темной материи взаимодействуют, теряют энергию и слипаются вместе. Это будет разворачиваться в процессе, аналогичном образованию обычных звезд, где водород и гелий гравитационно коллапсируют, высвобождают энергию через излучение фотонов и становятся достаточно плотными для образования звезд. Однако эти зеркальные звезды взаимодействовали бы через собственные силы природы и излучали радиацию — хотя это происходило бы через выпуск темных фотонов, которые были бы невидимы для нас.

Только в нашей галактике Млечный Путь могут находиться миллионы или даже триллионы таких звезд, учитывая, что темная материя составляет примерно 80% массы каждой галактики.

Главное, что эти зеркальные звезды все еще гравитируют, как отмечают исследователи. То есть любой массивный, относительно компактный объект, будь то обычная звезда или зеркальная звезда, будет гравитационно притягивать вокруг себя материю. Таким образом, эти зеркальные звезды будут притягивать к себе плавающие в межзвездной среде газ и пыль.

Это обычное вещество само будет собираться в то, что авторы называют "самородками". Когда самородки будут разрушаться, они будут нагреваться и излучать радиацию. Это излучение будет выглядеть так, будто оно происходит от обычной звезды, но не от типа звезды, который астрономы, как думали, идентифицировали. Самородки же будут очень красными, потому что они не имеют таких высоких температур, как звезды, и очень тусклыми, поскольку самородки не очень большие.

Но во Вселенной есть и другие маленькие тусклые объекты, такие как белые карлики и планетарные туманности. Авторы обнаружили, что они могут отличить эти самородки от белых карликов на основе длин волн излучаемого ими электромагнитного излучения. Если мы увидим то, что выглядит как тусклый белый карлик, но имеет неправильный спектр, это может быть просто кусок нормальной материи в сердце зеркальной звезды. Кроме того, эти самородки излучают свет с длинами волн, которых нет в типичных планетарных туманностях.

Хотя идея зеркальной вселенной очень гипотетическая, это реальная научная идея, которая подвергается проверке, показывает исследование. Если зеркальные звезды существуют, в их сердцах могут быть самородки, и с помощью чувствительных и достаточно больших исследований мы можем их найти.

Также мы предлагали вам послушать, как звучит центр нашей галактики.