Zvijezde u blizini centra naše galaksije ponašaju se prilično neobično. Tamna materija možda pruža objašnjenje.
Nova populacija tamnog glavnog niza zvijezda (gore) na Hertzsprung-Russell dijagramu pronađena u ovom radu u poređenju sa standardnim glavnim nizom (dolje) za zvjezdanu evoluciju
Tim naučnih detektiva (kako bismo ih mogli nazvati) otkrio je potencijalno novu klasu zvijezda koje bi mogle postojati unutar svjetlosne godine od centra Mliječnog puta, a koje bi mogle funkcionisati prema neobičnom mehanizmu: anihilaciji tamne materije. Ovaj proces bi proizvodio pritisak prema vani, drugačiji od fuzije vodika, sprječavajući zvijezde da se gravitaciono urušavaju i čineći ih suštinski besmrtnim, jer bi se njihova mladost stalno obnavljala. Nalazi su objavljeni na arXiv preprint serveru.
Zajednički, zvijezde koje pokreće tamna materija bi naseljavale novu regiju na već odavno uspostavljenom dijagramu koji klasificira zvijezde prema njihovoj temperaturi i luminosnosti, smještajući ih daleko od takozvane glavne sekvence gdje se nalazi ogromna većina zvijezda. Posmatranje našeg Galaktičkog centra, oko kojeg se okreću zvijezde naše galaksije, prilično je teško, jer je ta regija izuzetno svijetla. Supermasivna crna rupa, Sagittarius A*, nalazi se u centru, sa masom četiri miliona puta većom od Sunca. To je svijetli izvor radio talasa i fotografisana je 2022. godine. Zvijezde u blizini Sgr A* kruže oko nje brzinama od nekoliko hiljada kilometara u sekundi (u poređenju sa Sunčevom orbitalnom brzinom od 240 km/s).
Ove zvijezde u unutrašnjosti, nazvane S-klaster zvijezde, predstavljaju pravu zagonetku, sa osobinama koje su različite od bilo kojih drugih u Mliječnom putu. Njihovo porijeklo je nepoznato, s obzirom na to da se okolina unutar otprilike tri svjetlosne godine od centra smatra neprijateljskom za formiranje zvijezda. Izgledaju mnogo mlađe nego što bi se očekivalo da su se pomjerile iz nekog drugog dijela galaksije. Najmisterioznije od svega, izgledaju neobično mlade, s manje starijih zvijezda u susjedstvu nego što je očekivano, a također je neobično da se čini da ima mnogo teških zvijezda.
Zvijezde su nuklearne peći, koje generišu toplinu sagorijevanjem vodika putem nuklearne fuzije. Termalno zračenje iz ove reakcije, kao i termodinamička konvekcija zvjezdane plazme, vrše pritisak prema vani na sastojke zvijezde—uglavnom vodik i helij. Ta sila je izbalansirana unutrašnjom silom sopstvene gravitacije.
Hertzsprung–Russell (HR) dijagram klasificira zvijezde prikazujući njihovu luminosnost naspram efektivne temperature njihove površine. Isključujući bijele patuljke i crvene gigante, "glavna sekvenca" ovog dijagrama krivuda od gornjeg lijevog do donjeg desnog ugla, i većina zvijezda se nalazi na toj krivulji. (Sunce se nalazi blizu sredine, jer su njihove luminosnosti prikazane kao omjer u odnosu na Sunce). Zvijezde na različitim mjestima na sekvenci odgovaraju zvijezdama različitih masa i starosti.
Međutim, tamna materija također postoji u galaksiji. Njeno prisustvo je zaključeno na osnovu posmatranja koja pokazuju nedostatak obične materije da objasni veće od očekivanih brzine rotacije zvijezda oko Galaktičkog centra.
Gustina tamne materije je najviša blizu centra i opada sa udaljenošću od njega. Razumno je očekivati da bi bila inkorporirana unutar zvijezda blizu centra, gdje je tamna materija najgušća. Ako je tako, anihilacija tamne materije—čestice tamne materije i antičestice koje se sudaraju i proizvode fotone, elektrone, itd.—bi vršila dodatni pritisak prema vani unutar zvijezde i mogla bi čak dominirati nad nuklearnom fuzijom.
Istraživački tim iz Stockholma i Stanforda je otkrio da inkorporiranje energije tamne materije u dinamiku najsredišnijih zvijezda—onih unutar otprilike trećine svjetlosne godine od centra (što je ekvivalentno oko 8% udaljenosti do najbliže zvijezde Sunca)—rješava mnoge poznate paradokse.
Kako bi inkorporirali anihilaciju tamne materije, grupa je koristila relativno standardne parametre formiranja zvijezda tokom evolucije Mliječnog puta, i čestice tamne materije tek nešto masivnije od protona. Koristeći kompjuterski model evolucije zvijezda, pretpostavili su da zvijezde migriraju na glavnu sekvencu prema Galaktičkom centru, zatim su počeli injektirati energiju tamne materije u sastav zvijezde. Zvijezda se tada razvijala dok nije dostigla granu crvenih džinova na HR dijagramu, ili dok nije dostigla starost od 10 milijardi godina, životni vijek Mliječnog puta.
Morate biti prijavljeni da biste ostavili komentar.