Когда тьма выпускает свет: как темные звезды могут освещать Вселенную

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Почему темная материя является темной?

Ученые считают, что темная материя составляет примерно 27% всей материи и энергии во Вселенной, но ее пока не обнаружили напрямую, но известно, что она влияет на обычную материю своей гравитацией. В то же время, как уже писал Фокус, ученые считают, что они впервые "увидели" темную материю, хотя это может быть и нечто другое.

Так что же делает темную материю темной? Астрономы наблюдают за космосом, регистрируя электромагнитные волны, которые выпускают или отражают разные объекты. Мы видим Луну, потому что она отражает свет Солнца. Но считается, что темная материя не выпускает и не отражает свет.

Некоторые теории предполагают, что темная материя состоит из электрически нейтральных частиц, то есть частиц, не имеющих электрического заряда. Эта особенность не позволяет увидеть темную материю так же, как мы видим обычную материю.

Считается, что темная материя состоит из частиц, которые являются одновременно своими собственными античастицами. Античастицы – это версии обычных частиц, но из антиматерии. Частицы и античастицы имеют одинаковую массу, но противоположный электрический заряд. Когда происходит столкновение частиц и античастиц, то они уничтожают с выделением энергии и излучения.

Если частицы темной материи являются своими собственными античастицами, они будут уничтожаться и выделять огромное количество энергии и излучения в виде фотонов, частиц света. Теории предполагают, что этот процесс играет ключевую роль в образовании темных звезд, при условии, что плотность частиц темной материи внутри этих звезд большая.

Что заставляет темную звезду светиться?

Сейчас астрономы считают, что обычные звезды появились из облаков водорода и гелия, которые сжались под действием гравитации. В результате повышения температур в ядрах звезд был запущен термоядерный синтез водорода, в результате чего образовались более тяжелые химические элементы. Этот процесс привел к образованию первого поколения звезд во Вселенной.

Некоторые теории предполагают, что темная материя играла более активную роль в процессе образования звезд. В ранней Вселенной частицы темной материи сталкивались и уничтожались с выделением энергии. Она могла бы нагреть водород и гелий, предотвратив их дальнейшее сжатие и полностью предотвратив начало термоядерного синтеза.

В результате получился бы объект, похожий на звезду, но получающий энергию за счет нагревания темной материи, а не термоядерного синтеза. В отличие от обычных звезд, темные звезды могли бы существовать гораздо дольше, поскольку продолжали бы светиться до тех пор, пока притягивали темную материю.

Можно ли обнаружить темные звезды?

Темные звезды должны быть очень старыми и выпускать излучение в наиболее смещенной в красную сторону части электромагнитного спектра. Если темные звезды образовались из первичного водорода и гелия, то они содержат мало или совсем не содержат тяжелых химических элементов.

Темные звезды должны быть большими и холодными, на поверхности, но при этом будут обладать высокой светимостью, поскольку их размер, и площадь излучающей свет поверхности, компенсирует их меньшую поверхностную яркость.

Считается, что темные звезды должны иметь размер, который в десятки раз превышает расстояние от Земли до Солнца (150 млн км). Масса этих объектов может быть в 10 тысяч – 10 миллионов раз больше массы Солнца.

Возможно, астрономы ранее в этом году обнаружили темные звезды, которые кажутся ярче массивнее типичных ранних галактик или звезд. Но эти объекты могут оказаться просто необычными галактиками.

Как уже писал Фокус, ученые проверили правильность общей теории относительности Эйнштейна с помощью двух необычных звезд.