В центре нашей Галактики обнаружены загадочные обьекты. Они могут раскрыть главную тайну Вселенной

Вселенная наполнена тайнами, и одна из величайших — это темная материя. Мы знаем, что она существует. Мы видим ее гравитационное влияние повсюду: от вращения галактик до структуры космической паутины. По оценкам ученых, это невидимое вещество составляет около 25% всей массы-энергии Вселенной. Но что это такое на самом деле?

На протяжении последних пятидесяти лет астрофизики и космологи бьются над этим вопросом. Было предложено множество гипотез и кандидатов на роль частиц темной материи, от сверхлегких аксионов до массивных первичных черных дыр. Однако ни одна из теорий пока не получила убедительного экспериментального подтверждения. Поиски зашли в тупик.

Но недавнее исследование предлагает совершенно новый, неожиданный способ пролить свет на эту загадку. Ученые предположили существование уникального класса астрономических объектов, которые могут служить детекторами определенного типа темной материи. Эти объекты могут скрываться в самом сердце нашей Галактики, и их обнаружение станет настоящей революцией в нашем понимании космоса.

Речь идет о так называемых темных карликах. Такое название они получили не потому, что не излучают свет, — наоборот, они светятся, — а из-за их особой связи с темной материей. Эти гипотетические объекты предлагают конкретный инструмент, чтобы наконец-то выйти из затянувшегося тупика в поисках природы загадочного вещества.

Что же такое темный карлик? Чтобы понять это, нужно сначала вспомнить о коричневых карликах. Это «неудавшиеся звезды» — небесные тела, масса которых слишком мала (менее 8% от массы Солнца), чтобы запустить в их ядрах реакции термоядерного синтеза, которые заставляют сиять обычные звезды. Коричневые карлики излучают лишь тусклый свет за счет своего медленного гравитационного сжатия.

Однако, согласно новой теории, если такой коричневый карлик находится в области с очень высокой плотностью темной материи, например в центре Млечного Пути, его судьба может кардинально измениться. Звезда своей гравитацией захватывает частицы темной материи, которые накапливаются в ее ядре. И здесь начинается самое интересное.

Существование темных карликов возможно только при одном условии: если темная материя состоит из определенного типа частиц. Это должны быть так называемые ВИМПы (WIMP — Weakly Interacting Massive Particles) — тяжелые частицы, которые очень слабо взаимодействуют с обычной материей, но могут взаимодействовать друг с другом. Когда плотность захваченных ВИМПов в ядре карлика достигает критической отметки, они начинают аннигилировать — взаимоуничтожаться, высвобождая огромное количество энергии.

Эта энергия, выделяющаяся в результате аннигиляции темной материи, разогревает звезду изнутри, заставляя ее светиться гораздо ярче, чем обычный коричневый карлик. По сути, темный карлик — это субзвездный объект, работающий на «топливе» из темной материи, а не на термоядерном синтезе. Другие кандидаты на роль темной материи, такие как аксионы или стерильные нейтрино, слишком легкие и не могут обеспечить такой эффект.

Но как отличить темный карлик от других похожих объектов? Исследователи предлагают уникальный маркер — наличие лития-7. Этот элемент очень быстро сгорает в недрах даже самых маленьких обычных звезд и коричневых карликов. Однако в темном карлике, разогреваемом аннигиляцией, а не синтезом, температура может быть недостаточно высокой для сжигания лития. Поэтому обнаружение объекта, похожего на коричневый карлик, но с аномально высоким содержанием лития-7, станет убедительным доказательством его природы.

Обнаружение хотя бы одного такого темного карлика с помощью современных инструментов, таких как космический телескоп «Джеймс Уэбб», станет невероятно сильным аргументом в пользу того, что темная материя состоит из тяжелых, аннигилирующих частиц. Это не только сузит круг поисков, но и откроет новую главу в изучении самых фундаментальных законов нашей Вселенной.