Космические монстры. Ученые раскрыли невероятную тайну самых ярких звезд во Вселенной

Звезды-монстры и темная материя

Звезды получили названия Годзилла и Мотра — на этот раз взятые из японских комиксов о колоссальных монстрах из-под земли.

По мнению группы специалистов под руководством астрофизика Хосе Диего из Испанского национального исследовательского совета, эти две звезды имеют некоторые интригующие сходства, которые позволяют предположить, что в пространстве между нами и ними скрываются массивные сгустки темной материи.

По мнению Диего и его команды, дальнейшее исследование этих звезд может привести к прорывам в нашем понимании того, что такое темная материя.

Результаты исследования доступны в препринте, опубликованном на сайте arXiv.

Обе звезды помог обнаружить орбитальный телескоп имени Джеймса Уэбба. На текущий момент это — единственный телескоп в распоряжении земной науки, способный различать отдельные звезды на таких чудовищных расстояниях.

Однако, даже Уэбб смог увидеть Мотру (также известную как EMO J041608.8−240358) — а ее ученые обнаружили первой — только благодаря сильному увеличению, которому она подвергается с помощью гравитационной линзы.

Что такое гравитационная линза?

Любой массивный объект в космосе оказывает влияние на окружающее его пространство. Гравитационная линза — искривление пространства-времени вокруг массивых объектов в космосе, таких как галактики или скопления галактик.

Любой свет, проходящий через это искривленное пространство-время, может искажаться, дублироваться и увеличиваться.

Эта причуда космоса, предсказанная общей теорией относительности Эйнштейна, позволяет нам видеть удаленные объекты гораздо более детально, чем это обычно бывает на расстоянии.

И Годзилла, и Мотра находятся в участках пространства, искривленных скоплениями галактик между нами и ними. Это дает некоторое увеличение, в результате чего звезды кажутся ярче. А они и так являются весьма яркими объектами.

Помощь от Хаббла

Наблюдения за этими звездами-монстрами стали особенно интригующими, когда ученые просмотрели снимки данной области космоса, сделанные в 2014 году телескопом Хаббл. Несмотря на то, что снимки Хаббла не обладают такой же высокой четкостью, как снимки Джеймса Уэбба, они позволили дополнить общую картину.

Диего и его коллеги пришли к выводу, что Мотра, по всей видимости, представляет собой двойную звезду, состоящую из двух сверхгигантов — красного и голубого.

Исследователи рассчитали, что красная звезда является более холодной и тусклой. Ее температура составляет около 5 тыс. градусов Кельвина, а ее светимость превосходит на наше Солнце в 50 тыс. раз.

Ее собрат — голубой гигант — значительно горячее — 14 000 Кельвинов, а его светимость попросту чудовищна и превышает светимость Солнца в 125 тыс. раз.

Но самое интересное — это увеличение.

Согласно расчетам Диего и его коллег, несмотря на огромные размеры и колоссальную светимость Мотры, учитывая ее чудовищную отдаленность, ее видимость с Земли обеспечивается воистину неимоверной гравитационной линзой. Увеличение в этой линзе составляет примерно 4000 раз.

Ученые считают, что обычное скопление галактик не могло бы обеспечить такую линзу ни при каких условиях.

Есть что-то еще, что находится между Мотрой и нами, что придает ей дополнительное увеличение.

Проведя дополнительные расчеты, специалисты пришли к выводу, что, чем бы ни было это нечто, оно имеет размеры карликовой галактики или звездного скопления. Но масса этого таинственного объекта может составлять невероятные 2,5 млн масс нашего Солнца.

При этом, мы почему-то не видим данный объект. Несмотря на многочисленные наблюдения за данным сегментом космоса на протяжении многих лет этого гиганта нет на снимках Хаббла и Уэбба.

Что же это за странный объект?

Галактика из темной материи

Диего и его коллеги предполагают, что есть лишь одно рациональное объяснение существования такой неимоверной гравитационной линзы.

Они считают, что в качестве гравитационной линзы в данном случае выступает карликовая галактика, почти полностью состоящая из темной материи.

Такой объект не является беспрецедентным.

Темная материя — это невидимый «клей» Вселенной, и в большинстве галактик темной материи больше, чем обычной. Именно наличием темной материи объясняется видимое с Земли «разбегание» галактик во Вселенной.

Хотя у нас до сих пор нет 100%-ных доказательств существования темной материи и детального описания ее гипотетической структуры, мы уже выявляли объекты, которые могут состоять преимущественно из нее. Например, бозонные звезды.

Важность наблюдений за Мотрой и Годзиллой, по мнению Диего, состоит в том, что мы можем создать своего рода методику для определения скоплений темной энергии.

Определив признаки такого же внушительного гравитационного линзирования, как в случае с этими звездами, мы можем в дальнейшем находить места расположения галактик, в которых преобладает темная материя.