Темная материя может состоять из фрагментов экзотических объектов: есть способ их увидеть

В межзвездном пространстве могут скрываться экзотические темные астрофизические объекты. Ученые считают, что их можно обнаружить и представили описание этих объектов, которые могут быть темной материей. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Space.

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

Астрофизики не знают, что такое темная материя, хотя у них есть доказательства того, что она существует. Эти косвенные доказательства можно увидеть повсюду, от скорости вращения галактик до роста крупнейших структур во Вселенной.

Несколько десятилетий ученые считают, что темная материя представляет собой какую-то экзотическую частицу, которая не входит в Стандартную модель физики элементарных частиц. Эта частица не взаимодействует со светом и взаимодействует с обычной материей только с помощью гравитации. Но поиски этих частиц темной материи пока не дали результатов.

Вполне возможно, что темная материя состоит не из миллиардов крошечных частиц, летающих по Вселенной. Вместо этого она может представлять собой скопления гораздо более крупных объектов. Авторы нового исследования описали два типа таких экзотических объектов.

• Первый объект известен как бозонная звезда. В этой модели темная материя состоит из чрезвычайно легких частиц, которые в миллионы раз легче нейтрино, самых легких известных частиц. Эти частицы настолько легкие, что их квантовая природа заставляет их выглядеть скорее, как волны в галактических масштабах, чем как отдельные частицы. Но эти волны иногда должны собраться вместе, притягиваясь друг к другу собственной гравитацией, но не сжимаясь под ее воздействием.
• Другой объект называется Q-шарами. В этой модели темная материя представляет собой не частицу, а квантовое поле, которое заполняет все пространство и время. Благодаря особому свойству этого поля, оно может время от времени создавать гигантские, стабильные шары, которые блуждают по космосу.

Как бозонные звезды, так и Q-шары, относятся экзотическим астрофизическим темным объектам и их трудно обнаружить. Они большие, примерно размером со звезду, но не излучают собственный свет, что делает их почти невидимыми.

Но астрофизики обнаружили способ, с помощью которого эти экзотические объекты могут выдавать свое присутствие: гравитационное микролинзирование. Если Q-шар или бозонная звезда пролетят между нами и далекой звездой, сильная гравитация экзотического темного объекта заставит свет от звезды действовать как гравитационная линза. С нашей точки зрения, это заставит звезду казаться внезапно переместившейся в нужное положение, а затем быстро вернувшейся в нормальное.

Поэтому ученые считают, что для того, чтобы обнаружить эти объекты, нужно долго и пристально наблюдать за множеством зеезд и надеяться на удачу. Миссия космического телескопа Gaia заключалась именно в этом: долго и пристально наблюдать за множеством звезд.

Авторы исследования предлагают поиск Q-шаров и бозонных звезд, используя данные телескопа Gaia, чтобы обнаружить уникальный сигнал: внезапные скачки в положениях звезд. Таким образом можно обнаружить экзотические астрофизические темные объекты.

Как уже писал Фокус, удивительное скопление из 400 колец раскрывает 30-летнюю загадку образования звезд. Астрономы сделали важное открытие. Они впервые с помощью наблюдений подтвердили давнюю теорию о том, как молодые звезды поглощают окружающий материал, а затем выбрасывают его в космос.