Учёные предполагают, что в центре галактик, таких как наша, могут находиться гигантские «тёмные звёзды» — скопления невидимого вещества, известного как тёмная материя. Новое исследование открывает захватывающие перспективы в понимании того, что удерживает галактики вместе.
Астрономы давно знают, что большая часть массы галактики невидима, однако природа этой тёмной материи остаётся загадкой. Наиболее популярная гипотеза предполагает, что тёмная материя состоит из тяжёлых частиц, которые почти не взаимодействуют с окружающим веществом. Однако эта теория плохо объясняет низкую плотность вещества в ядрах галактик. По моделям, тёмная материя должна скапливаться с гораздо большей плотностью, чем наблюдают учёные.
Исследователи выдвинули альтернативное объяснение: частицы тёмной материи могут быть невероятно лёгкими — в миллиарды раз легче нейтрино, самой лёгкой известной частицы. Такая гипотетическая «пушистая» тёмная материя обладает квантовыми свойствами, которые проявляются в гигантских масштабах, что позволяет ей стабилизироваться в форме огромных невидимых скоплений, названных тёмными звёздами.
Эти звёзды, простирающиеся на тысячи световых лет, имеют сравнительно низкую массу, что позволяет им формировать ядра галактик, не создавая при этом экстремально плотных областей.
Гравитационные игры тёмной материи
В исследовании, опубликованном 17 декабря 2024 года на сервере препринтов arXiv, международная команда астрофизиков смоделировала взаимодействие двух компонентов: «пушистой» тёмной материи и идеального газа, представляющего обычное вещество.
Моделирование показало, что тёмная материя быстро собирается в крупное скопление в центре, вокруг которого остаются менее плотные облака. Газ, в свою очередь, начинает смешиваться с тёмной материей, формируя объект, названный учёными фермионно-бозонной звездой. Это образование отличается от привычных звёзд: оно может быть размером до 10 000 световых лет, оставаясь практически невидимым, за исключением слабого свечения газа внутри.
По словам исследователей, такая структура идеально объясняет наблюдаемые характеристики галактических ядер, где плотность обычного вещества повышена, но не чрезмерно.
Следующий шаг: больше деталей
Теперь учёным предстоит разработать более сложные модели, которые позволят точнее предсказать, как могут выглядеть эти тёмные звёзды. Это поможет астрономам найти подтверждения существования таких объектов в реальных наблюдениях.
Этот прорыв в изучении тёмной материи может дать ответы на давно волнующие вопросы о природе галактик и их эволюции, открывая новые горизонты в космологии.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru
