moris_levran (moris_levran) wrote,
moris_levran
moris_levran

Невидимые звёзды из тёмной материи.

Вокруг нас находятся невидимые звезды, выяснили ученые. Специалисты из Института ядерных исследований РАН описали математическую модель, которая доказывает, что частицы темной материи могут превращаться в звезды. Правда, эти звезды невидимы и неощутимы.

Как такое может быть? Об этом ученые рассказали в своей работе, опубликованной в Physical Review Letters.
В своей работе ученые рассмотрели математическую модель, которая описывала движение частиц темной материи внутри гало самых маленьких галактик. На основании этого эксперты пришли к выводу, что со временем темная материя может образовывать сферические капли квантового конденсата. https://arxiv.org/abs/1804.05857

Раньше это считалось невозможным, так как флуктуации гравитационного поля, создаваемого частицами темной материи, игнорировались, — пояснили ученые.

Ученые предположили, что частицы темной материи имеют совсем небольшую массу и скорость. Если это действительно так, то их поведение и взаимодействие друг с другом описываются законами квантовой механики на очень больших расстояниях — порядка галактических размеров.
Такие частицы могут образовывать конденсат Бозе-Эйнштейна — агрегатное состояние вещества, которое представлено бозонами в условиях сверхнизкой температуры. К ним обычно относятся ореолы карликовых галактик — системы с несколькими миллиардами звезд, связанные друг с другом гравитацией.
Ученые могут в лабораторных условиях получить конденсат Бозе-Эйнштейна из обычных атомов, которые предварительно охладили до сверхнизких температур.

Астрофизики пояснили, что это состояние вещества обладает уникальными свойствами, такими как сверхтекучесть, способность проходить через крошечные трещины или капилляры без трения.
Чтобы это проверить, ученые создали математическую модель, которая показала, что частицы темной материи за время примерно эквивалентное 100 тысячам пересечений ими объема моделирования, спонтанно «слипались» в капли, которые затем укрупнялись под действием гравитации.

Из этого специалисты сделали вывод, что в небольших галактиках конденсация темной материи может происходить за время, не превышающее текущее время жизни Вселенной. То есть вокруг нас (пусть и очень далеко) могут быть невидимые и неощущаемые Бозе-звезды.

Аксионы были предложены теоретическими физиками как решение проблемы наблюдаемого нарушения CP-инвариантности (одновременной замены всех частиц на античастицы и зеркального отражения системы в пространстве). Они должны обладать небольшой массой, слабо взаимодействовать с известными частицами и распадаться на два фотона. «Размытая» темная материя состоит из частиц чрезвычайно малой массы. Она настолько мала, что соответствующая длина волны де Бройля (масштаб, на котором проявляются квантовые свойства тела) сравнима с размером галактик. В таком случае получается, что частицы «размазаны» на орбитах вокруг галактик, подобно тому, как электроны формируют облака в атомах, а не являются точечными частицами на орбитах ядер.

Авторы делают вывод, что Бозе-звезды из аксионов вполне могут рождаться за время жизни Вселенной, причем их типичная масса будет весьма мала — они будут центральными объектами в минископлениях массой в 10-13 солнечных. Если они будут продолжать накапливать частицы, то могут превысить критический размер и взорваться, — такое событие является кандидатом на роль источника быстрых радиовсплесков. В случае «размытой» темной материи подобные звезды также могут образовываться за сравнительно небольшое время. Более того, при определенной массе подобных частиц, эта модель решает проблему нехватки карликовых спутников крупных галактик, таких как Млечный Путь: из численных моделей следует, что у нашей звездной системы должны быть многие десятки спутников, а наблюдается намного меньше. Если верна теория «размытой» темной материи, то карликовые гало, которые должны были стать первоначальной основой для небольших галактик, успели сконденсироваться в намного меньше звезды, не способные удержать около себя много обычного вещества. Однако необходимо отметить, что данная теория сильно ограничена другими астрономическими наблюдениями, так что остается лишь небольшой диапазон возможных масс частиц.
Tags: Астрофизика, Гипотезы, Познание, Предположения, Физика
Subscribe
promo moris_levran december 22, 2014 02:45 7
Buy for 10 tokens
Византийская принцесса Анна – Великая княгиня Киевской Руси. В. Васнецов. "Крещение князя Владимира". В 1988 году в Советском Союзе отмечалась знаменательная дата – 1000-летие Крещения Руси. Минуло 26 лет, и сейчас можно рассмотреть подробнее эти события, поскольку к религии советская власть…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 6 comments