Темна матерія може складатися з фрагментів екзотичних об'єктів: є спосіб їх побачити

У міжзоряному просторі можуть ховатися екзотичні темні астрофізичні об'єкти. Вчені вважають, що їх можна виявити і представили опис цих об'єктів, які можуть бути темною матерією. Дослідження опубліковано на сервері препринтів arXiv, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Астрофізики не знають, що таке темна матерія, хоча у них є докази того, що вона існує. Ці непрямі докази можна побачити всюди, від швидкості обертання галактик до зростання найбільших структур у Всесвіті.

Кілька десятиліть учені вважають, що темна матерія являє собою якусь екзотичну частку, яка не входить до Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Ця частинка не взаємодіє зі світлом і взаємодіє зі звичайною матерією тільки за допомогою гравітації. Але пошуки цих частинок темної матерії поки що не дали результатів.

Цілком можливо, що темна матерія складається не з мільярдів крихітних частинок, що літають Всесвітом. Замість цього вона може являти собою скупчення набагато більших об'єктів. Автори нового дослідження описали два типи таких екзотичних об'єктів.

• Перший об'єкт відомий як бозонна зірка. У цій моделі темна матерія складається з надзвичайно легких частинок, які в мільйони разів легші за нейтрино, найлегші відомі частинки. Ці частинки настільки легкі, що їхня квантова природа змушує їх виглядати скоріше, як хвилі в галактичних масштабах, ніж як окремі частинки. Але ці хвилі іноді повинні зібратися разом, притягуючись одна до одної власною гравітацією, але не стискаючись під її впливом.
• Інший об'єкт називається Q-кулями. У цій моделі темна матерія являє собою не частинку, а квантове поле, яке заповнює весь простір і час. Завдяки особливій властивості цього поля, воно може час від часу створювати гігантські, стабільні кулі, які блукають космосом.

Як бозонні зірки, так і Q-кулі, належать до екзотичних астрофізичних темних об'єктів і їх важко виявити. Вони великі, приблизно розміром із зірку, але не випромінюють власне світло, що робить їх майже невидимими.

Але астрофізики виявили спосіб, за допомогою якого ці екзотичні об'єкти можуть видавати свою присутність: гравітаційне мікролінзування. Якщо Q-куля або бозонна зірка пролетять між нами і далекою зіркою, сильна гравітація екзотичного темного об'єкта змусить світло від зірки діяти як гравітаційна лінза. З нашої точки зору, це змусить зірку здаватися такою, що раптово перемістилася в потрібне положення, а потім швидко повернулася в нормальне.

Тому вчені вважають, що для того, щоб виявити ці об'єкти, потрібно довго і пильно спостерігати за безліччю зірок і сподіватися на удачу. Місія космічного телескопа Gaia полягала саме в цьому: довго і пильно спостерігати за безліччю зірок.

Автори дослідження пропонують пошук Q-куль і бозонних зірок, використовуючи дані телескопа Gaia, щоб виявити унікальний сигнал: раптові стрибки в положеннях зірок. Таким чином можна виявити екзотичні астрофізичні темні об'єкти.

Як уже писав Фокус, дивовижне скупчення з 400 кілець розкриває 30-річну загадку утворення зірок. Астрономи зробили важливе відкриття. Вони вперше за допомогою спостережень підтвердили давню теорію про те, як молоді зірки поглинають навколишній матеріал, а потім викидають його в космос.