Вселенское чудовище. Ученые впервые обнаружили бозонную звезду из темной материи

Как ученые обнаружили бозонную звезду

Группа чешских исследователей усомнилась в том, что звезда и черная дыра могли образовать парную звездную систему, которую мы можем наблюдать.

Работа опубликована на сайте препринтов ArXiv.

В основе исследования — спутник Gaia Европейского космического агентства, который пытается составить карту галактики.

Целая армия астрономов из различных исследовательских команд анализирует огромные массивы данных, которые транслирует на Землю Gaia.

Именно таким образом чешские исследователи наткнулись на удивительную звездную систему. Ранее считалось, что звезда размером с Солнце вращается там вокруг маленькой черной дыры.

Но параметры системы оказались слишком странными.

Черные дыры образуются из действительно массивных звезд. Наше Солнце и подобные ему звезды не отвечают требованиям «действительно массивных» звезд. Исследователи основывают свое утверждение на том, что образование бинарной системы между звездой, подобной Солнцу, и звездой, достаточно большой для образования черной дыры, невероятно маловероятно — именно это должно было бы произойти, чтобы получить результат, обнаруженный в данных Gaia.

Авторы работы предполагают, что баланс гравитации, необходимый для удержания двух таких звезд вместе без столкновения друг с другом или спирального разлета, слишком сложен, чтобы быть вероятным.

Ученые считают, что вместо черной дыры загадочным темным объектом в этой системе двух тел является так называемая бозонная звезда — совершенно гипотетический объект, полностью состоящий из темной материи.

Что такое бозонная звезда

Бозонная звезда — гипотетический астрономический объект, состоящий из бозонов (в отличие от обычных звезд, состоящих преимущественно из фермионов).

Для того, чтобы такие звезды могли функционировать, должны существовать стабильные бозоны, обладающие малой массой.

До сих пор нет веских оснований предполагать, что подобные звезды существуют, а единственным известным стабильным бозоном является фотон — безмассовая частица, всегда перемещающаяся со скоростью света.

Однако, сторонники теории бозонных звезд считают, что они могли формироваться в результате гравитационного коллапса на начальных стадиях развития Вселенной после Большого взрыва.

Существует и весьма радикальная теория о том, что сверхмассивная бозонная звезда может находиться в центре Вселенной, и это может объяснить многие наблюдаемые свойства активных ядер галактик. Однако сторонников у такой теории в лучшем случае единицы.

Ученые активно изучающие теорию о темной материи, считают, что существование бозонных звезд могло бы закрыть в этой теории многие «дыры».

Что означает такое открытие?

Согласно тому, что мы знаем о механике формирования звездных систем, невероятно маловероятно, чтобы дуэт черной дыры и звезды, похожей на Солнце, образовался с самого начала.

Именно поэтому авторы работы говорят о бозонной звезде.

И если они правы, это будет фундаментальное открытие.

Бозонные звезды, если они действительно существуют, должны представлять собой колоссальную концентрацию темной материи.

Той самой, которая по гипотетическим расчетам должна составлять большую часть Вселенной, и которую мы до сих пор никак не можем обнаружить.

Согласно доминирующей гипотезе на текущий момент, темная материя состоит из бозонов.

Мы уже встречались с бозонами — фотоны (частицы света), глюоны (частицы силы) и бозон Хиггса (часто называемый «частицей Бога») — все это уже известные бозоны.

Но согласно теории, на которую опирается предполагаемое существование бозонных звезд, бозоны темной материи будут вести себя несколько иначе.

Они бы просто как бы пронизывали Вселенную, а в местах их «нагромождения» могли бы возникать бозонные звезды.

По мнению обозревателя Popular Mechanics Джеки Аппел, главная проблема с чешской гипотезой о бозонной звезде заключается как раз в том, что речь идет о нагромождении одной не доказанной гипотезы (о бозонных звездах) на другую не доказанную гипотезу (о темной материи, состоящей из бозонов).

Но сама система, вероятно, заслуживает дальнейшего изучения, независимо от того, окажется ли она очагом темной материи или нет, считает Аппел.

Возможно, ее детальное изучение позволит узнать больше о формировании звездных систем. Может быть, мы узнаем больше о темной материи. Может быть, и то, и другое. Но мы определенно что-то узнаем, заключает обозреватель.