У нашій галактиці можуть існувати мільйони невидимих зірок: вчені придумали, як їх виявити

Темна матерія – одне з найзагадковіших явищ у Всесвіті. Її існування створює багато питань, на які поки немає відповіді. Одним з таких питань було те, що темна матерія передбачає існування цілого всесвіту невидимих "дзеркальних зірок", галактик й туманностей. Тепер, здається, вчені знайшли спосіб "побачити" цих невидимок.

• Ключ до розгадки темної матерії: вчені назвали космічні об’єкти, які можуть поглинати чорні діри

Деталі

Варто почати з того, що астрономи мають десятки незалежних доказів, які вказують на існування певної форми матерії у Всесвіті, яка є фактично невидимою. Вона не взаємодіє зі світлом, але справляє гравітаційний вплив на звичайну матерію. Темна матерія утримує галактики склеєними разом, попри їхню високу швидкість обертання, зберігає цілісність газових скупчень, попри їх високу температуру, згинає шлях фонового світла по всьому Всесвіту та навіть формує найбільші структури у космосі.

Попри докази її існування, ідентичність частинок темної матерії залишається невідомою. Протягом десятиліть космологи припускали, що існує лише один вид частинок темної матерії, який домінує у Всесвіті. Але нещодавно вони почали замислюватися, чи може темна матерія бути такою ж багатою та різноманітною, як звичайний Всесвіт. Наприклад, деякі фізичні теорії передбачають існування двійника, або "дзеркала", для кожної нормальної частинки матерії, який "живе" у всесвіті темної матерії. У цьому баченні космосу мали б бути темні електрони, темні кварки, темні нейтрино тощо, які взаємодіють один з одним через власний набір фундаментальних сил, абсолютно відмінних від відомих нам сьогодні.

Цей дзеркальний всесвіт був би всюди, але невидимим для нас. У новій статті, яка ще не була рецензована, опублікованій 29 листопада в базі даних препринтів arXiv, група астрономів задалась питанням, як перевірити існування цього невидимого всесвіту. Вони вважають, що дзеркальні зірки можна зафіксувати, і вони виглядатимуть зовсім інакше, ніж будь-що інше, що ми коли-небудь знаходили у Всесвіті.

Дзеркальні зірки утворюються, коли різні види темної матерії взаємодіють, втрачають енергію та злипаються разом. Це буде розгортатися в процесі, аналогічному утворенню звичайних зірок, де водень і гелій гравітаційно колапсують, вивільняють енергію через випромінювання фотонів і стають достатньо щільними для утворення зірок. Однак ці дзеркальні зірки взаємодіяли б через власні сили природи та випромінювали б радіацію — хоча це відбувалося б через випуск темних фотонів, які були б невидимі для нас.

Лише у нашій галактиці Чумацький Шлях можуть бути мільйони чи навіть трильйони таких зірок, враховуючи, що темна матерія становить приблизно 80% маси кожної галактики.

Головне, що ці дзеркальні зірки все ще мають гравітацію, як зазначають дослідники. Тобто будь-який масивний, відносно компактний об’єкт, будь-то звичайна зірка чи дзеркальна зірка, буде гравітаційно притягувати матерію навколо себе. Таким чином, ці дзеркальні зірки будуть притягувати до себе газ і пил, що плавають у міжзоряному середовищі.

Ця звичайна речовина сама збиратиметься в те, що автори називають "самородками". Коли самородки руйнуватимуться, вони будуть нагріватися та випромінювати радіацію. Це випромінювання виглядатиме так, ніби воно походить від звичайної зірки, але не від типу зірки, який астрономи, як думали, ідентифікували. Натомість самородки будуть дуже червоними, тому що вони не мають таких високих температур, як зорі, і дуже тьмяними, оскільки самородки не дуже великі.

Але у Всесвіті є й інші маленькі тьмяні об’єкти, такі як білі карлики та планетарні туманності. Автори виявили, що вони можуть відрізнити ці самородки від білих карликів на основі довжин хвиль електромагнітного випромінювання, яке вони випромінюють. Якщо ми побачимо те, що виглядає як тьмяний білий карлик, але має неправильний спектр, це може бути просто шматок нормальної матерії, що перебуває у серці дзеркальної зорі. Крім того, ці самородки випромінюють світло з довжинами хвиль, яких немає в типових планетарних туманностях.

Хоча ідея дзеркального всесвіту є дуже гіпотетичною, це реальна наукова ідея, яка піддається перевірці, показує дослідження. Якщо дзеркальні зірки існують, у їхніх серцях просто можуть бути самородки, і за допомогою чутливих і достатньо великих досліджень ми можемо їх знайти.

Також ми пропонували вам послухати, як звучить центр нашої галактики.