Экзотические астероиды и солнечные взрывы. Ученые придумали, как обнаружить загадочную темную материю

Считается, что темная материя составляет основу космической паутины — крупнейшей структуры во Вселенной. Переплетения ее «паутинок» мы привыкли называть галактиками.

Главным доказательством существования этого компонента космоса — ее гравитационное влияние на звезды и галактики, движение которых нельзя объяснить исключительно обычной материей. Ученые предполагают, что темная материя должна взаимодействовать с обычной материей без гравитации, однако пока что нет никаких свидетельств этого.

На обычную материю — то есть все, что мы видим вокруг себя, включая планеты и звезды — приходится чуть меньше 5% от общей массы Вселенной. Темная материя составляет около 27%, а остальные 68% — темная энергия, еще один загадочный компонент, ответственный за постоянное расширение нашего мира.

Из-за того, что ученые не знают, чем на самом деле является темная материя, некоторые из них выдвигают гипотезы разного уровня странности. Согласно некоторым предположениям, из нее могут состоять как атомы, так и звезды.

Однако новая гипотеза, выдвинутая международной командой ученых, предполагает, что темная материя может образовываться в структуры — также, как и обычная. Если говорить конкретнее, ученые в своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, считают, что мы сможем обнаружить темную материю в виде астероидов. Они даже придумали способ это сделать — для этого нам нужно внимательно следить за звездами, ведь «темные» астероиды могут сталкиваться с другими объектами в космосе также, как и обычные.

«Когда метеориты попадают в верхние слои атмосферы здесь, на Земле, они создают большие огненные шары, ведь развивают сверхзвуковую скорость. Если астероид из темной материи столкнется со звездой, произойдет нечто похожее», — объясняет выводы группы ученых Себастьян Эллис, физик-теоретик элементарных частиц из Женевского университета.

Из-за того, что подобное столкновение в теории должно произойти на сверхзвуковой скорости, при ударе появится ударная волна цилиндрической формы, которая преодолеет звуковой барьер. При этом, поверхность звезды, в которую врежется астероид, сильно нагреется, спровоцировав ультрафиолетовое излучение, которое будет намного сильнее фонового излучения звезды. Простыми словами, это будет яркая вспышка на звезде, которую сумеют зафиксировать наши телескопы.

Также столкновение можно будет подтвердить по рентгеновскому излучению, которое, предположительно, будет исходить от темной материи, проходящей через атмосферу звезды.

Ученые предполагают, что мы сможем заметить подобные столкновения даже наблюдая за нашим Солнцем. Согласно их подсчетам, астероиды из темной материи могут врезаться в него каждый год — главное просто знать, что искать.

Проблема в том, что вспышка от интересующего ученых столкновения предположительно будет очень похожа к эффекту стандартной солнечной вспышки — взрыву плазмы на Солнце под действием магнитного поля. Скорее всего, единственным способом выяснить, произошло ли столкновение астероида из темной материи с Солнцем — проследить за тем, как остывает пораженная зона.

Однако необязательно наблюдать исключительно за Солнцем — намного удобнее будет изучать какое-нибудь шаровое скопление. Исследователи считают, что при правильных настройках техники, мы сумеем обнаружить столкновение темной материи со звездой буквально за неделю.

Ученые надеются, что в поисках темной материи им поможет космический телескоп ULTRASAT, запуск которого запланирован на 2023 год. Он сможет обнаруживать астрономические явления в ближней ультрафиолетовой области спектра. Предположительно, именно он идеально подойдет на роль следопыта, который будет отслеживать звездные вспышки от столкновения с экзотическим астероидом.