Темная материя могла «подарить» звездам Галактики «вечную молодость»
В самом сердце Млечного Пути происходят необычные вещи. Там, где должны пульсировать древние, выгорающие светила, сверкают молодые, будто только что родившиеся звезды. Ученые долго ломали голову над этой загадкой. Теперь у них есть дерзкое объяснение.
Центральная часть Галактики расположена в 26 тысячах световых лет от Земли. Этот регион отличается экстремальной плотностью как видимого, так и невидимого вещества. Там скапливаются миллионы звезд, газовые облака, пыль и, по расчетам, темная материя.
Именно в центре Млечного Пути астрономы столкнулись сразу с двумя аномалиями. Первая получила название «парадокс юности». Многие звезды в этой области выглядят слишком молодыми для своих размеров. Свет, который они излучают, говорит об их юном возрасте, но масса указывает, что они должны быть гораздо старше. По законам физики, такие массивные светила должны были давно погаснуть.
Вторая аномалия — «парадокс старости». В центре Галактики ученые ожидали найти большое скопление очень старых звезд, одних из первых в Млечном Пути. Но их там подозрительно мало. Вместо этого преобладают яркие и горячие объекты, словно они только начали свой звездный путь.
Найти правдоподобное объяснение двум явлениям оказалось непросто. Это попыталась сделать международная команда астрономов под руководством Исабель Джон (Isabelle John) из Стокгольмского университета в Швеции. Ученые решили взглянуть на эту проблему с неожиданной стороны — через взаимодействие звезд с темной материей.
Темная материя — гипотетическая невидимая субстанция, на долю которой приходится примерно 26,8 процента от всей энергии-массы Вселенной. Темная материя не светится, не отражает свет и не взаимодействует с другими частицами напрямую. Ее можно обнаружить лишь по косвенным признакам: гравитационному влиянию на звезды, галактики и космический микроволновой фон.
Джон и ее коллеги построили компьютерную модель, которая показала, что темная материя может не просто существовать рядом со звездами — она может проникать внутрь и менять их судьбу.
Согласно расчетам, гипотетические частицы темной материи при столкновении с атомными ядрами внутри звезды теряют энергию и там остаются. Такие частицы постепенно накапливаются и начинают аннигилировать — взаимно уничтожаться. При каждой аннигиляции высвобождается энергия, которая становится дополнительным источником света и тепла для звезды.
В обычных условиях звезды сияют благодаря термоядерным реакциям. Они превращают водород в гелий, выделяя энергию. Но этот процесс конечен. Когда ядро звезды исчерпывает запас водорода, теряется устойчивый баланс между давлением излучения и гравитацией, и звезда покидает главную последовательность.
В ядре начинаются сжатие и разогрев, запускаются реакции горения водорода в оболочке вокруг ядра, из‑за чего звезда расширяется и охлаждается — становится красным гигантом. Дальнейшая эволюция зависит от массы: маломассивные светила сбрасывают внешние оболочки и превращаются в белые карлики, а более массивные взрываются сверхновыми и образуют нейтронные звезды или черные дыры.
Если же у звезды появляется второй источник энергии — например, темная материя, — «топливо» пополняется, что может замедлить старение светила или даже остановить его.
Джон полагает, что особенно эффективно этот процесс работает в центре нашей Галактики, где плотность темной материи чрезвычайно высока. Звезды там могут захватывать и «перерабатывать» темную материю в энергию настолько эффективно, что это полностью компенсирует расход их обычного ядерного топлива. В теории такие звезды могут получать энергию практически бесконечно. То есть, если расчеты верны, звезды там могут существовать практически вечно.
Модель, построенная учеными, основана на простых и широко принятых предположениях о свойствах темной материи. Ее результаты совпадают с предыдущими наблюдениями — в целом похожи на то, что ученые уже раньше видели. Однако для окончательного подтверждения гипотезы нужны новые данные.
Чтобы проверить, действительно ли звезды могут «не стареть» из-за темной материи, астрономам предстоит собрать больше данных с телескопов и скорректировать свои расчеты, учитывая новые открытия. Только объединив более точные астрономические наблюдения с углубленным пониманием свойств темной материи, можно будет определить, действительно ли звезды в сердце Млечного Пути обрели «вечную молодость».
Научная работа опубликована в журнале Physical Review D.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН определили, при каких условиях квазиклассические модели водородной плазмы начинают давать нефизичные результаты. Ученые показали, что при достаточно сильном взаимодействии частиц такие модели перестают правильно учитывать квантовые эффекты, связанные с принципом Паули. В результате в расчетах возникают нефизичные электрон-ионные кластеры, а моделируемая система теряет устойчивость.
Химиотерапевтические препараты помогают уничтожить некоторые опухолевые клетки, но вместе с тем они нередко повреждают и здоровые ткани, в том числе периферические нервы. Из-за этого руки и ноги пациента начинают болеть и неметь. Авторы нового исследования показали в доклинических экспериментах на мышах и человеческих моделях нервной ткани, что предварительное введение псилоцибина может предотвращать повреждение нервов, вызванное химиотерапией.
Птичьи голоса считаются важной частью природного звукового ландшафта, однако одни из них кажутся людям приятными и успокаивающими, а другие — резкими и тревожными. Эксперимент с записями 123 видов показал, что людям больше нравится негромкое и разнообразное пение без очень низких тонов и широких перепадов высоты.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Американские арахнологи открыли в Скалистых горах на севере Айдахо новый вид паука из рода Hexura, представители которого прежде встречались лишь на северо-западе США и в Канаде. Обнаруженная группа живет примерно в 500 километрах восточнее известного науке ареала. Пауки Hexura тесно связаны с местом обитания и не расселяются на большие расстояния, поэтому ученым еще предстоит выяснить, как новый вид оказался так далеко от известных популяций.
Европейская колонизация резко изменила жизнь коренных народов Австралии и поставила под угрозу их связь с традиционными землями. Археологи изучили наскальное искусство на севере континента и выяснили, что после начала контактов художники стали чаще изображать гигантских мифических существ, включая почти семиметрового змея.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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