Космічні монстри. Учені розкрили неймовірну таємницю найяскравіших зірок у Всесвіті

Зірки-монстри та темна матерія

Зірки отримали назви Годзілла та Мотра — цього разу взяті з японських коміксів про колосальних монстрів з-під землі.

На думку групи фахівців під керівництвом астрофізика Хосе Дієго з Іспанської національної дослідницької ради, ці дві зірки мають деякі інтригуючі схожості, які дають змогу припустити, що в просторі між нами та ними ховаються масивні згустки темної матерії.

На думку Дієго і його команди, подальше дослідження цих зірок може призвести до проривів у нашому розумінні того, що таке темна матерія.

Результати дослідження доступні в препринті, опублікованому на сайті arXiv.

Обидві зірки допоміг виявити орбітальний телескоп імені Джеймса Вебба. На поточний момент це — єдиний телескоп у розпорядженні земної науки, здатний розрізняти окремі зірки на таких жахливих відстанях.

Однак, навіть Вебб зміг побачити Мотру (також відому як EMO J041608.8−240358) — а її вчені виявили першою — тільки завдяки сильному збільшенню, якого вона зазнає за допомогою гравітаційної лінзи.

Що таке гравітаційна лінза?

Будь-який масивний об'єкт у космосі впливає на навколишній простір. Гравітаційна лінза — викривлення простору-часу навколо масивних об'єктів у космосі, таких як галактики або скупчення галактик.

Будь-яке світло, що проходить через цей викривлений простір-час, може спотворюватися, дублюватися й збільшуватися.

Ця примха космосу, передбачена загальною теорією відносності Ейнштейна, дає нам змогу бачити віддалені об'єкти набагато детальніше, ніж це зазвичай буває на відстані.

І Годзілла, і Мотра перебувають у ділянках простору, викривлених скупченнями галактик між нами та ними. Це дає деяке збільшення, внаслідок чого зірки здаються яскравішими. А вони й так є досить яскравими об'єктами.

Допомога від Габбла

Спостереження за цими зірками-монстрами стали особливо інтригуючими, коли вчені переглянули знімки цієї області космосу, зроблені в 2014 році телескопом Габбл. Незважаючи на те, що знімки Габбла не мають такої ж високої чіткості, як знімки Джеймса Вебба, вони дали змогу доповнити загальну картину.

Дієго та його колеги дійшли висновку, що Мотра, найімовірніше, являє собою подвійну зірку, яка складається з двох надгігантів — червоного й блакитного.

Дослідники розрахували, що червона зірка є більш холодною та тьмяною. Її температура становить близько 5 тис. градусів Кельвіна, а її світність перевершує наше Сонце в 50 тис. разів.

Її побратим — блакитний гігант — значно гарячіший — 14 000 Кельвінів, а його світність просто жахлива й перевищує світність Сонця у 125 тис. разів.

Але найцікавіше — це збільшення.

Згідно з розрахунками Дієго та його колег, незважаючи на величезні розміри й колосальну світність Мотри, враховуючи її жахливу віддаленість, її видимість із Землі забезпечується воістину неймовірною гравітаційною лінзою. Збільшення в цій лінзі становить приблизно 4000 разів.

Вчені вважають, що звичайне скупчення галактик не могло б забезпечити таку лінзу за жодних умов.

Є щось іще, що знаходиться між Мотрою й нами, що надає їй додаткового збільшення.

Провівши додаткові розрахунки, фахівці дійшли висновку, що, чим би не було це щось, воно має розміри карликової галактики або зоряного скупчення. Але маса цього таємничого об'єкта може становити неймовірні 2,5 млн мас нашого Сонця.

При цьому, ми чомусь не бачимо цей об'єкт. Незважаючи на численні спостереження за цим сегментом космосу впродовж багатьох років, цього гіганта немає на знімках Габбла й Вебба.

Що ж це за дивний об'єкт?

Галактика з темної матерії

Дієго і його колеги припускають, що є лише одне раціональне пояснення існування такої неймовірної гравітаційної лінзи.

Вони вважають, що гравітаційною лінзою в цьому випадку виступає карликова галактика, яка майже повністю складається з темної матерії.

Такий об'єкт не є безпрецедентним.

Темна матерія — це невидимий «клей» Всесвіту, і в більшості галактик темної матерії більше ніж звичайної. Саме наявністю темної матерії пояснюється видиме із Землі «розбігання» галактик у Всесвіті.

Хоча в нас досі немає 100%-вих доказів існування темної матерії та детального опису її гіпотетичної структури, ми вже виявляли об'єкти, які можуть складатися переважно з неї. Наприклад, бозонні зірки.

Важливість спостережень за Мотрою та Годзіллою, на думку Дієго, полягає в тому, що ми можемо створити своєрідну методику для визначення скупчень темної енергії.

Визначивши ознаки такого ж значного гравітаційного лінзування, як у випадку з цими зірками, ми можемо надалі знаходити місця розташування галактик, у яких переважає темна матерія.