Iš kitos dimensijos. Mokslininkai įvertino antižvaigždžių egzistavimo tikimybę

Bendra reliatyvumo teorija numato, kad egzistuoja žvaigždės iš antimaterijos, stabilių bozonų ir tamsiosios medžiagos. Bet rasti jų iki šiol nepavyko

Keletas mokslinių grupių pasiūlė, kaip tokie neįprasti objektai galėtų atrodyti ir kiek jų yra mūsų galaktikoje, rašo RIA Novosti autorius Vladislavas Strekopytovas.

Antižvaigždžės

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, pirmosiomis akimirkomis po Didžiojo sprogimo kiekvienos materijos dalelės susidarymą lydėjo tos pačios, bet priešingai įkrautos antimedžiagos dalelės atsiradimas. Pritraukdamos vienas kitą įvyko anihiliacija, tačiau medžiaga pasirodė viena milijardąja daugiau. Iš jos buvo suformuota visa materialioji kosmoso dalis.

Tačiau neatmetama, kad Visatoje liko nesunaikintų antimaterijos sankaupų. Be to, per milijardus metų jos galėjo susijungti ir sudaryti antižvaigždes. Jos turėtų atrodyti kaip paprastos žvaigždės, turinčios tik vieną skirtumą - kai į jas pateks medžiagos dalelės, pavyzdžiui, vandenilio atomai, dėl anihiliacijos atsiras būdingų gama spinduliuotės impulsų.

Tulūzos universiteto Astrofizikos ir planetinių tyrimų instituto mokslininkai siūlo per tokius gama spindulių pliūpsnius ieškoti antižvaigždžių. Iš 5 787 spinduliuotės šaltinių, užfiksuotų per dešimt metų gama spindulių teleskopu "Fermi" ir įtrauktų į LAT (Large Area Telescope) katalogą, buvo atrinkti nenustatyti ir su spektru, suderinamu su barionų ir antibarionų anihiliacija.

Jų buvo 14. Sujungę skaičiavimus su antižvaigždžių akrecijos modeliavimu, tyrėjai gavo viršutinę tokių objektų skaičiaus mūsų galaktikoje ribą — 2,5 x 10-6. Tai yra, vienam milijonui paprastų žvaigždžių yra ne daugiau kaip 2,5 antižvaigždžių, su sąlyga, kad jos atrodo kaip įprastos žvaigždės.

Autoriai pabrėžia: vis dar nėra patikimos informacijos apie antimateriją Visatoje, o visa tai tik teorija.

Žvaigždės iš tamsiosios materijos

Manoma, kad tamsiosios materijos dalis sudaro apie 85 procentus materialios visatos. Tačiau tamsiosios medžiagos negalima aptikti, nes ji nesugeria, neatspindi ir neišskiria elektromagnetinės spinduliuotės. Iš astronominių stebėjimų žinoma, kad tam tikra paslėpta masė keičia žvaigždžių orbitą galaktikose, tačiau niekas dar neužregistravo dalelių, sudarančių šią slaptą masę.

Viena iš hipotezių yra tokia: tamsioji materija nėra tolygiai pasiskirsčiusi visoje Galaktikoje, bet yra skaliarinis laukas su "sankaupomis" — savotiškomis "tamsiomis žvaigždėmis", susidedančiomis iš "darkino" arba "tamsių fermionų".

Neseniai italų mokslininkai iš Peskaros tarptautinio reliatyvistinės astrofizikos centro (ICRANet) pasiūlė, kad mūsų galaktikos centre yra ne supermasyvi juodoji skylė, o tamsiosios medžiagos šerdis. Jų nuomone, laikantis šio požiūrio, lengviau paaiškinti orbitos greičio nuokrypius išoriniuose Paukščių Tako regionuose, taip pat keistų objektų, skriejančių aplink Galaktikos centrą, elgesį, vadinamųjų G- šaltinių.

Jie turi labai pailgą orbitą, jie tai susitraukia, tai išsitempia ir pailgėja. Manoma, kad tai dujų ir dulkių debesys, kurių viduje yra žvaigždės.

Naudodamiesi vieno iš šių šaltinių — G2 — ir S2 žvaigždės orbitų pavyzdžiu, astrofizikai iš ICRANet pademonstravo, kad judant šie objektai patiria pasipriešinimą, ir tai neatitinka juodosios skylės modelio. Dėl to kilo hipotezė apie tamsiosios medžiagos sankaupą Galaktikos centre. Pakraštyje jis tampa labai plonas, iki difuzinės koncentracijos.

Mokslininkai mano, kad tam tikromis sąlygomis — viršijant kritinę masę — tamsiosios medžiagos sankaupa gravitacijos būdu kolapsuoja į supermasyvią juodąją skylę. Nepaisant egzotiškumo, ši hipotezė gerai paaiškina vieną iš kosmologijos paslapčių — greitą daugybės supermasyvių juodųjų skylių atsiradimą ankstyvojoje Visatoje.

Bozonų žvaigždės

Pagal standartinį fizikos modelį dalelės yra dviejų tipų: fermionai, sudarantys materijos statybinius blokus, ir bozonai, kontroliuojantys sąveiką, jėgomis, kurios leidžia fermionams susiburti arba, atvirkščiai, išsiskraidyti skirtingomis kryptimis. Visi natūralūs procesai yra pagrįsti šia sąveika — nuo branduolinio skilimo iki šviesos lūžio, įskaitant chemines reakcijas.

Įprastos žvaigždės — fermionų sankaupos — protonai, neutronai, elektronai. Tačiau teoriškai galima įsivaizduoti bozonų sankaupas — fotonus, gluonus, Higso bozonus ar kitas, dar nežinomas kvantines daleles.

Šių metų pradžioje amerikiečių astrofizikai iškėlė hipotezę, kad rentgeno spindulių šaltinis, sklindantis iš netoliese esančių neutronų žvaigždžių grupės, žinomos kaip Didysis septynetas, gali būti aksionai — bozonai, pasiūlyti vienu metu paaiškinti CP simetrijos pažeidimą — dalelių ir antidalelių sąveikos simetriją.

Aksionas — hipotetinės dalelės, kurios yra milijardą kartų lengvesnės už protonus ir nesąveikauja su įprasta medžiaga, todėl jų neįmanoma aptikti net naudojant pačius tiksliausius instrumentus. Tai yra pagrindiniai kandidatai į tamsiosios medžiagos dalelių vaidmenį.

Tikimasi, kad aksionai magnetiniame lauke susiskaido į fotonų poras, todėl siūloma jų ieškoti pagal radiacijos perteklių. Tai iš tikrųjų pastebima kai kuriose neutroninėse žvaigždėse ir baltosiose nykštukėse su stipriais magnetiniais laukais.

Tačiau tikros bosoninės žvaigždės, atsiradusios susikaupus kvantinėms dalelėms, nespinduliuoja — branduolių sintezės reakcijos ten nevyksta. Pasak mokslininkų, tokie objektai yra visiškai nematomi. Tačiau, skirtingai nei juodosios skylės, jos yra skaidrios: nėra absorbuojančio paviršiaus, kuris sustabdytų fotonus, ir nėra įvykių horizonto — ribos, už kurios neprasiveržia šviesa.

Mokslininkai spėja, kad bosonines žvaigždes gali būti apsuptos besisukančiais plazmos žiedais, panašiais į juodosios skylės akrecinius diskus. Jei taip ir yra, tada bozoninės žvaigždės yra tarsi šviečianti spurga, kurios viduje yra tamsi sritis — maždaug kaip M87 * juodoji skylė, užfiksuota "Event Horizon" teleskopu, tačiau su daug mažesne tamsia sritimi nei tos pačios masės juodosios skylės šešėlis.

Juodosios nykštukės

Tarp dar neaptiktų, bet teoriškai galimų kosminių objektų yra ir daugiau realių. Pavyzdžiui, žinoma, kad kai žvaigždės, tokios kaip Saulė, vidinėms reakcijoms baigiasi degalais, jos virsta baltais nykštukais — labai kompaktiškomis Žemės dydžio sferomis, kur kiekvienas kubinis centimetras sveria apie toną.

Baltieji nykštukai ir toliau švyti iš inercijos, tačiau po kelių trilijonų metų visiškai atvės ir virs juodaisiais nykštukais — nespinduliuojačiomis matomame diapazone. Tai yra paskutinis žvaigždžių materijos evoliucijos etapas. Manoma, kad tokios atvėsusios žvaigždės atsiras Visatoje, tačiau jų laikas dar neatėjo.