Екзотичні астероїди та сонячні вибухи. Вчені вигадали, як виявити загадкову темну матерію

Вважається, що темна матерія становить основу космічного павутиння — найбільшої структури у Всесвіті. Переплетення її «павутинок» ми звикли називати галактиками.

Головним доказом існування цього компонента космосу є її гравітаційний вплив на зірки та галактики, рух яких не можна пояснити виключно звичайною матерією. Вчені припускають, що темна матерія має взаємодіяти зі звичайною матерією без гравітації, проте поки що немає свідчень цього.

На звичайну матерію — тобто все, що ми бачимо навколо себе, включно з планетами та зірками — припадає трохи менше 5% від загальної маси Всесвіту. Темна матерія становить близько 27%, а решта 68% — темна енергія, ще один загадковий компонент, відповідальний за постійне розширення нашого світу.

Через те, що вчені не знають, чим є темна матерія, деякі з них висувають гіпотези різного рівня дивності. За деякими припущеннями, з неї можуть складатися як атоми, так і зірки.

Однак нова гіпотеза, висунута міжнародною командою вчених, припускає, що темна матерія може утворюватися в структури — як і звичайна. Якщо говорити конкретніше, вчені у статті, опублікованій у журналі Physical Review Letters, вважають, що ми зможемо виявити темну матерію у вигляді астероїдів. Вони навіть вигадали спосіб це зробити — для цього нам потрібно уважно стежити за зірками, адже «темні» астероїди можуть стикатися з іншими об'єктами в космосі так само, як і звичайні.

«Коли метеорити потрапляють у верхні шари атмосфери тут, на Землі, вони створюють великі вогняні кулі, рухаючись із надзвуковою швидкістю. Якщо астероїд із темної матерії зіштовхнеться із зіркою, станеться щось схоже», — пояснює висновки групи вчених Себастьян Елліс, фізик-теоретик елементарних частинок із Женевського університету.

Через те, що подібне зіткнення теоретично має статися на надзвуковій швидкості, під час удару з’явиться ударна хвиля циліндричної форми, яка подолає звуковий бар'єр. Водночас поверхня зірки, в яку вріжеться астероїд, сильно нагріється, спровокувавши ультрафіолетове випромінювання, яке буде набагато сильнішим за фонове випромінювання зірки. Простими словами, це буде яскравий спалах на зірці, який зможуть зафіксувати наші телескопи.

Також зіткнення можна буде підтвердити за рентгенівським випромінюванням, яке, ймовірно, виходитиме від темної матерії, що проходить через атмосферу зірки.

Вчені припускають, що ми зможемо помітити подібні зіткнення, навіть спостерігаючи за нашим Сонцем. За їхніми підрахунками, астероїди з темної матерії можуть врізатись у нього щороку — головне просто знати, що шукати.

Проблема в тому, що спалах від зіткнення, яке цікавить вчених, імовірно, буде дуже схожий на ефект стандартного сонячного спалаху — вибуху плазми на Сонці під дією магнітного поля. Найімовірніше, єдиним способом з’ясувати, чи зіткнення астероїда з темної матерії з Сонцем сталося — простежити за тим, як остигає уражена зона.

Однак необов’язково спостерігати виключно за Сонцем — набагато зручніше буде вивчати якесь кульове скупчення. Дослідники вважають, що при правильних налаштуваннях техніки ми зуміємо виявити зіткнення темної матерії з зіркою буквально за тиждень.

Вчені сподіваються, що у пошуках темної матерії їм допоможе космічний телескоп ULTRASAT, запуск якого заплановано на 2023 рік. Він зможе виявляти астрономічні явища у ближній ультрафіолетовій області спектра. Імовірно, саме він ідеально підійде на роль слідопиту, який відстежуватиме зіркові спалахи від зіткнення з екзотичним астероїдом.