Астрономы предположили, что темная материя дает звездам бессмертие
Что произойдет со звездой, если она окажется внутри плотного облака темной материи? Авторы нового исследования считают, что ее эволюция может пойти вспять. Смоделировав развитие такой популяции светил, ученые описали новую «главную темную последовательность». Самое удивительное, что их гипотезу можно проверить — нужно лишь присмотреться к центру Млечного Пути.
Согласно общепринятым моделям, звезды не могут формироваться в пределах 0,3 светового года (0,1 парсека) от сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, где летают так называемые S-звезды. Значит, они мигрировали в эту область уже после рождения. Проблема в их возрасте, они младше 15 миллионов лет. К тому же в их спектре есть черты более взрослых звезд. Необычно и то, что среди S-звезд многовато массивных светил. В то же время взрослых звезд в окрестностях центра Галактики слишком мало.
Несмотря на безуспешные попытки найти темную материю в диске Млечного Пути и других подобных галактик, некоторые астрономы предполагают, что она там все же присутствует. Причем, по их расчетам, в центре Галактики ее плотность должна быть достаточно высокой, чтобы влиять на внутренние процессы звезд.
Авторы новой работы, выложенной в открытый доступ на сайте arXiv, впервые описали, как будет выглядеть популяция звезд, «задетая» темной материей. Используя результаты предыдущих исследований, они смоделировали эволюцию таких объектов. По результатам ученые построили диаграмму новой «темной главной последовательности».
Звезды эволюционируют по известным сценариям. Они устойчивы, пока направленная внутрь сила притяжения уравновешивается энергией от нуклеосинтеза, направленной вовне. Их светимость, температура и радиус взаимосвязаны. Именно это отражает знаменитая диаграмма Герцшпрунга — Рассела. Тем временем в молодой Вселенной и в областях с высокой концентрацией темной материи аннигиляция этой материи может быть значительным дополнительным источником энергии.
В новой работе ученые смоделировали эволюции двух популяций звезд массой от одной до 10 солнечных масс, которые развиваются без участия и с участием темной материи. Воздействие темной материи учитывалось уже после формирования тела, когда эта «готовая» звезда оказывалась в гипотетическом облаке темной материи в окрестностях центра Галактики.
Исследователи из Центра физики космических частиц имени Оскара Клейна (Швеция) и Института астрофизики частиц и космологии имени Кавли (США) вывели четыре сценария эволюции звезд под воздействием темной материи. У первой группы аннигиляция темной материи заменяет лишь часть нуклеосинтеза. Водород в них перерабатывается медленнее, развитие замедляется. Продолжительность их жизни может быть в десятки и сотни раз больше, чем у «обычных» звезд.
Вторая группа из-за обилия попавшей в них темной материи «застревает» на эволюционном треке Хеньи. Обычные звезды проходят этот путь быстро: сжимаются, «разжигают» в себе нуклеосинтез и выходят на главную последовательность. В присутствии большого количества темной материи даже звезды, уже вышедшие на главную последовательность, могут «затушить» свой нуклеосинтез настолько, что возвращаются на трек Хеньи. Теоретически, такие звезды должны жить очень долго, но авторы работы смоделировали лишь 10 миллиардов лет.
Третья группа «застревает» на эволюционном треке Хаяси, где находятся звезды, в которых еще не запустился нуклеосинтез. Обычные звезды выходят с него на трек Хеньи, либо становятся коричневыми карликами. Аннигиляция темной материи в этих звездах полностью заменяет нуклеосинтез, и светила выходят на трек Хеньи без «горения водорода». Такие звезды выглядят молодыми, но имеют черты старых звезд, «переживших» нуклеосинтез. Они бессмертны.
Наконец, у звезд четвертой группы темная материя «обращает» эволюцию вспять. Возможно, даже превращает их в облака газа. В окрестностях центра Млечного Пути есть подобные тела — так называемые G-объекты, похожие на плотные ядра, окруженные облаком газа.
На диаграмме таких звезд — «темной главной последовательности», как ее назвали авторы, — заметны три особенности. Во-первых, обилие массивных звезд на главной последовательности, потому что все маломассивные звезды меняют свои траектории эволюции из-за более заметного воздействия на них темной материи. Во-вторых, обилие звезд на треке Хаяси, потому что они «бессмертны». В-третьих, множество массивных светил на треке Хеньи. В общем, такая гипотеза хорошо описывает некоторые особенности известных космических тел вблизи центра Галактики.
Подтвердить эти предположения можно с помощью более детальных наблюдений за объектами вблизи галактического центра. Возможно, многие описанные звезды просто отсеиваются в ходе наблюдений. Например, светила на треке Хаяси могут быть достаточно холодными и не попадать в выборки. Авторы новой работы уверены, что такие «потерянные» звезды можно найти с помощью комплекса телескопов VLT и обсерватории Кека, если настроить параметры поиска. Новое поколение телескопов позволит провести уже полноценные наблюдения.
Telegram 
Дзен 
VK Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Российского квантового центра и МГУ впервые применили оптический подход для работы с прямыми объемными магнитостатическими спиновыми волнами. Им удалось не только возбудить, но и зарегистрировать их с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Новый метод открывает путь к созданию быстрых, энергоэффективных оптомагнонных логических устройств и нанофотонных структур.
Ученые НИУ ВШЭ совместно с коллегами из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН разработали метод, который позволяет быстро оценить, насколько прочно пленка сцеплена с подложкой. Это важно для создания сверхвысокочастотных акустических фильтров — ключевых элементов связи нового поколения 5G и 6G. Возможность измерить поперечную жесткость сцепления между пленкой из двумерного материала и подложкой таким способом получена впервые.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии