Indholdsfortegnelse:

Spøgelsesstjerner. Forskere om utrolige rumgenstande
Spøgelsesstjerner. Forskere om utrolige rumgenstande
Anonim

Generel relativitet bestemmer eksistensen af stjerner lavet af antimateriale, stabile bosoner og mørkt stof. Men de er endnu ikke fundet. Flere videnskabelige grupper har foreslået, hvordan sådanne usædvanlige objekter kan se ud, og hvor mange der er i vores galakse.

Anti-stjerner

Ifølge moderne begreber blev dannelsen af hver partikel stof i de første øjeblikke efter Big Bang ledsaget af fremkomsten af den samme, men modsat ladede partikel af antimateriale. De tiltrak hinanden og udslettede dem, men stoffet viste sig at være en milliarddel mere. Hele den materielle del af kosmos blev dannet ud fra det.

Imidlertid er det muligt, at uproblematiske klumper af antimateriale forblev i universet. Desuden kunne de over milliarder af år kombinere til at danne antistjerner. De skal ligne almindelige stjerner med kun en forskel - når partikler af stof, for eksempel hydrogenatomer, rammer dem, vil karakteristiske pulser af gammastråling blive vist på grund af tilintetgørelse.

Forskere ved Institute for Astrophysics and Planetary Research ved University of Toulouse foreslår, at man leder efter antistjerner til sådanne gammastråler. Af de 5787 strålekilder, der blev registreret over ti år med Fermi gammastrålingsteleskopet og opført i LAT (Large Area Telescope) kataloget, blev der valgt uidentificerede og med et spektrum, der er kompatibelt med tilintetgørelse af baryoner og antibaryoner.

Der var 14 af dem. Ved at kombinere beregningerne med modellering af antistjernernes ophobning opnåede forskerne den øvre grænse for antallet af sådanne objekter i vores galakse-2,5 x 10-6. Det vil sige, at der for en million almindelige stjerner ikke er mere end 2,5 antistjerner, forudsat at de ligner almindelige stjerner.

Uanset hvad det er, understreger forfatterne: der er stadig ingen pålidelige oplysninger om antimateriale i universet, og alle konstruktioner er rent teoretiske.

Image
Image

Placering af 14 potentielle antimateriale -stjerner i vores galakse

Stjerner i mørk materie

Det anslås, at mørkt stof tegner sig for cirka 85 procent af det materielle univers. Men mørkt stof kan ikke påvises, fordi det ikke absorberer, reflekterer eller udsender elektromagnetisk stråling. Det er kendt fra astronomiske observationer, at en bestemt skjult masse ændrer stjernernes baner i galakser, men ingen har endnu registreret partiklerne, der udgør denne skjulte masse.

En af hypoteserne antager, at mørkt stof ikke er jævnt fordelt i hele galaksen, men er et skalarfelt med "klumper" - en slags "mørke stjerner" bestående af "darkinos" eller "dark fermions".

For nylig foreslog italienske forskere fra International Center for Relativistic Astrophysics i Pescara (ICRANet), at ikke et supermassivt sort hul, men en kerne af mørkt stof er placeret i midten af vores galakse. Efter deres mening er det lettere at forklare afvigelserne i orbitale hastigheder i Mælkevejens ydre områder, såvel som adfærden for mærkelige objekter, der kredser rundt om galaksen, ved at tage dette synspunkt i betragtning. kilder.

De har en meget langstrakt bane, de trækker sig sammen, strækker sig derefter og forlænges. Det menes, at disse er gas- og støvskyer med stjerner placeret inde i dem.

Ved hjælp af eksemplet på banerne i en af disse kilder - G2 - og S2 -stjernen har astrofysikere fra ICRANet demonstreret, at disse objekter oplever modstand, når de bevæger sig, og dette er ikke i overensstemmelse med sorte hulmodellen. Som et resultat opstod der en hypotese om en blodprop af mørkt stof i midten af galaksen. I udkanten bliver det meget tyndt op til diffus koncentration.

Forskerne mener, at under visse betingelser - der overstiger den kritiske masse - kollapser mørkt stof gravitationsmæssigt i et supermassivt sort hul. På trods af sin eksotisme forklarer denne hypotese godt et af kosmologiens mysterier - det hurtige udseende af et stort antal supermassive sorte huller i det tidlige univers.

Image
Image

Baner af objekter G, der kredser om et supermassivt sort hul i midten af vores galakse (angivet med et hvidt kryds)

Bosoniske stjerner

Ifølge standardmodellen for fysik er partikler af to typer: fermioner, der udgør byggestenene i stof, og bosoner, der styrer interaktioner, kræfter, der tillader fermioner at komme sammen eller omvendt få dem til at flyve fra hinanden i forskellige retninger. Alle naturlige processer er baseret på disse interaktioner - fra atomforfald til lysets brydning, herunder kemiske reaktioner.

Almindelige stjerner er klumper af fermioner - protoner, neutroner, elektroner. Men rent teoretisk kan du forestille dig bundter af bosoner - fotoner, gluoner, Higgs -bosoner eller andre, endnu ukendte kvantepartikler.

Tidligere på året antog amerikanske astrofysikere, at kilden til røntgenstråler, der stammer fra en gruppe nærliggende neutronstjerner kendt som Magnificent Seven, kunne være aksioner - bosoner, der på én gang blev foreslået at forklare krænkelsen af CP -symmetri - interaktionens symmetri mellem partikler og antipartikler.

Aksioner er hypotetiske partikler, der er en milliard gange lettere end protoner og ikke interagerer med almindeligt stof, så de kan ikke opdages selv med de mest præcise instrumenter. Disse er de vigtigste kandidater til rollen som partikler i mørkt stof.

Det forventes, at aksioner i et magnetisk felt vil forfalde til par fotoner, derfor foreslås det at søge efter dem ved den overskydende stråling. Dette er faktisk observeret i nogle neutronstjerner og hvide dværge med stærke magnetfelter.

Image
Image

Elementarpartikler

Imidlertid udsender ægte bosoniske stjerner skabt ved tilførsel af kvantepartikler ikke - atomfusionsreaktioner forekommer ikke der. Ifølge forskere er sådanne objekter helt usynlige. Men i modsætning til sorte huller er de gennemsigtige: der er ingen absorberende overflade, der ville stoppe fotoner, og der er ingen begivenhedshorisont - en grænse, over hvilken lys ikke slipper ud.

Forskerne spekulerer i, at bosoniske stjerner kan være omgivet af en roterende ring af plasma, der ligner akkretionsskiven i et sort hul. I så fald er bosoniske stjerner som en lysende doughnut med et mørkt område indeni - nogenlunde som det sorte hul M87 * fanget af Event Horizon -teleskopet, men med et meget mindre mørkt område end skyggen af et sort hul af samme masse.

Sorte dværge

Blandt de endnu ikke opdagede, men teoretisk mulige rumobjekter, er der flere virkelige. Det er for eksempel kendt, at når stjerner som Solen løber tør for brændstof til indre reaktioner, bliver de til hvide dværge - meget kompakte kugler på størrelse med Jorden, hvor hver kubikcentimeter vejer omkring et ton.

Hvide dværge lyser fortsat af inerti, men efter et par milliarder år vil de køle helt ned og blive til sorte dværge - de udsender ikke i det synlige område. Dette er den sidste fase i udviklingen af stjernemateriale. Det menes, at sådanne afkølede stjerner nødvendigvis vil dukke op i universet, men deres tid er endnu ikke kommet.

Populær af emne.