Gwiazdy mogą być nieśmiertelne? Tak, jeśli składają się z ciemnej materii – głosi kontrowersyjna teoria
Ciemna materia odgrywa kluczową rolę w życiu gwiazd znajdujących się w centrum Drogi Mlecznej. Grupa naukowców podejrzewa, że dzięki niej mogą być nieśmiertelne.
W tym artykule:
- Paradoksy z centrum Galaktyki
- Ciemna materia wewnątrz gwiazd
- Gwiazdy bez fuzji jądrowej
- Zagadki centrum Galaktyki
Ile gwiazd liczy Droga Mleczna? NASA podaje, że ok. 100 mld. Tworzą one gigantyczny dysk średnicy 100 tys. lat świetlnych (Ziemię od Neptuna dzieli nieco ponad 4 godziny świetlne). Słońce i jego system planetarny znajdują się bardzo daleko od centrum Galaktyki. Od środka Drogi Mlecznej dzieli nas 25 tys. lat świetlnych.
Ten dystans może mieć istotne znaczenie dla tego, jak funkcjonuje nasza gwiazda. Badania naukowców z Uniwersytetu Stanforda i Uniwersytetu Sztokholmskiego wykazały, że gwiazdy znajdujące się w pobliżu środka Drogi Mlecznej ewoluują nieco inaczej niż gwiazdy oddalone od środka. Te znajdujące się w promieniu jednej trzeciej roku świetlnego od centrum wydają się podlegać nietypowemu mechanizmowi – anihilacji ciemnej materii (ang. dark matter anihilation).
Na czym polega ten mechanizm? Według badaczy wytwarza skierowane do zewnątrz ciśnienie równoważące siłę grawitacji. Tym samym gwiazda nie może zapaść się grawitacyjnie, nawet gdy w jej środku nie zachodzi fuzja jądrowa. Dla słońc oznacza to, że nigdy się nie starzeją. I de facto stają się nieśmiertelne.
Paradoksy z centrum Galaktyki
Praca na ten temat – na razie nierecenzowana – została opublikowana na serwisie preprintów naukowych arXiv.org. Jej autorzy spróbowali wyjaśnić kilka paradoksów związanych z gwiazdami znajdującymi się w samym jądrze naszej Galaktyki.
Jednym z paradoksów jest już sama ich tam obecność. Obszar w promieniu trzech lat świetlnych od środka Galaktyki uznaje się za wyjątkowo niesprzyjający formowaniu się gwiazd. Nie wiadomo więc, jak powstały słońca znajdujące się w pobliżu supermasywnej czarnej dziury Sagittariusa A*. Drugi paradoks: są to wyjątkowo młode gwiazdy. Znacznie młodsze niżby były, gdyby pochodziły z dalszych rejonów Drogi Mlecznej.
Ciemna materia wewnątrz gwiazd
Czy wyjaśnienie tych zagadek może mieć związek z ciemną materią? Ten nieuchwytny składnik Wszechświata jest rozłożony w Galaktyce nierównomiernie. Najwięcej ciemnej materii jest właśnie w środku Drogi Mlecznej. Czym dalej od centrum, tym gęstość ciemnej materii maleje.
Autorzy pracy przyjęli, że ciemna materia musi wchodzić w skład gwiazd najbliższych środkowi Galaktyki. Oraz że – podobnie jak zwykła materia – ulega anihilacji po zetknięciu z ciemną antymaterią. Jeśli faktycznie cząstki czarnej materii anihilują po zetknięciu z antycząstkami i jeśli dzieje się to wewnątrz gwiazd, w rezultacie pojawia się tam „siła rozpychająca”. Czyli skierowane do zewnątrz ciśnienie, takie samo, jakie w Słońcu powstaje w wyniki fuzji jądrowej.
Czy w kosmosie istnieją tajemnicze ciemne gwiazdy? Trio badaczy twierdzi, że tak
Dane pozyskane dzięki Kosmicznemu Teleskopowi Jamesa Webba wspierają zaskakującą hipotezę. Możliwe jest, że w kosmosie istnieją ciemne gwiazdy. Czyli takie, które składają się nie ze zw...
Gwiazdy bez fuzji jądrowej
Naukowcy zasymulowali ewolucję gwiazdy, w której skład wchodzą różne ilości ciemnej materii. Kiedy doszło do gwiazd odpowiadającym tym ze środka Drogi Mlecznej, okazało się, że mogą pozostawać w stanie równowagi w ogóle bez fuzji jądrowej. Siła niezbędna do zrównoważenia siły grawitacji powstawała w procesie anihilacji ciemnej materii.
– Nasze symulacje pokazują, że gwiazdy mogą przetrwać wyłącznie na „paliwie” ciemnej materii – powiedziała Isabelle John z Uniwersytetu Sztokholmskiego, współautorka pracy. – A ponieważ w pobliżu centrum Galaktyki znajduje się niezwykle duża ilość ciemnej materii, gwiazdy te stają się nieśmiertelne – dodała.
Zagadki centrum Galaktyki
Zaproponowana teoria wyjaśnia jeszcze jeden paradoks związany z centralnymi gwiazdami. – W naszych symulacjach lżejsze gwiazdy stają się bardziej puszyste i mogą nawet stracić część swoich zewnętrznych warstw – mówi John. Coś podobnego można zaobserwować w środku Galaktyki. Znajdują się tam gwiazdopodobne obiekty G (G-objects), wokół których unoszą się chmury gazu.
Czy teoria przetrwa etap dyskusji naukowej? Zobaczymy. Na pewno do jej weryfikacji posłużyłyby dane obserwacyjne. O te na razie trudno, ponieważ środek Galaktyki jest ekstremalnie jasny i przez to trudny do badania. Pomocny mógłby okazać się planowany teleskop TMT z lustrem o imponującej średnicy 30 m. Niestety, choć przymiarki do jego budowy trwają od dekady, na razie nie ma zgody, gdzie miałby stanąć ten gigant.