Если звезда окажется внутри плотного облака темной материи, ее эволюция может обратить вспять. Ученые, смоделировав развитие такой популяции светил, описали новую «главную темную последовательность». Их гипотезу можно проверить, присмотревшись к центру Млечного Пути.
Согласно общепринятым моделям, звезды не могут образовываться ближе 0,3 светового года от сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, где летают S-звезды. Значит, звезды мигрировали в эту область уже после рождения. Проблема в их возрасте: они моложе 15 миллионов лет. В то же время в их спектре есть черты более взрослых звезд. Необычно и то, что среди S-звезд много массивных светил. В то же время взрослых звезд в окрестностях центра Галактики слишком мало.
Несмотря на безуспешные попыткиВ диске Млечного Пути и других галактиках астрономы полагают, что темная материя может существовать. По расчётам некоторых учёных, её концентрация в центре Галактики может быть такой, чтобы оказывать воздействие на процессы внутри звёзд.
Авторы новой работы, выложенной в открытый доступ на сайте arXivВпервые описан вид популяции звезд, «пострадавшей» от влияния темной материи. Исследователи, опираясь на предыдущие работы, смоделировали эволюцию таких объектов и построили диаграмму новой «темной главной последовательности».
Звезды развиваются по законам природы. диаграмма Герцшпрунга — РасселаВ молодом Космосе, а также в областях с большим количеством темной материи, ее уничтожение способно стать важным дополнением к существующим источникам энергии.
Учёные провели моделирование эволюции двух популяций звёзд массой от одной до десяти солнечных масс, развивающихся как без участия темной материи, так и с ней. Влияние темной материи учитывалось после формирования звезды в гипотетическом облаке ее в окрестностях центра Галактики.
Учёные из Швеции и США разработали четыре сценария развития звёзд под влиянием темной материи. В одном из них аннигиляция темной материи заменяет лишь часть нуклеосинтеза. Водород в таких звездах перерабатывается медленнее, развитие идёт с меньшей скоростью. Их жизнь может длиться десятки и сотни раз дольше, чем у обычных звёзд.
Вторая группа задерживается на эволюционном этапе из-за большого количества упавшей туда темной материи. треке ХеньиЗвезды обычного типа проходят этот путь быстро: сжимаются, запускают в себе нуклеосинтез и достигают главной последовательности. При большом количестве темной материи даже звезды, уже находившиеся на главной последовательности, могут замедлить или остановить нуклеосинтез настолько, что вернутся к состоянию трека Хеньи. Теоретически, такие звезды должны жить очень долго, но авторы исследования провели моделирование лишь на 10 миллиардов лет.
Третья группа «застревает» на эволюционном треке ХаясиВ каких звездах еще не запустился нуклеосинтез? Обычные звезды запускают его на трек Хеньи или становятся коричневыми карликами. Аннигиляция темной материи в этих звездах полностью заменяет нуклеосинтез, и светила выходят на трек Хеньи без «горения водорода». Такие звезды кажутся молодыми, но обладают чертами старых звезд, «переживших» нуклеосинтез. Это бессмертные светила.
В конце концов, темная материя звёзд четвёртой группы инвертирует эволюцию. Может быть, даже преобразует их в облака газа. Вблизи центра Млечного Пути имеются аналогичные объекты — называемые G-объектыЗвезды, подобные плотным ядрам, обрамленным газовым туманом.
На диаграмме таких звезд — «темной главной последовательности», — видны три особенностей. Во-первых, большое количество массивных звезд на главной последовательности, потому что все маломассивные звезды меняют свои пути эволюции из-за более заметного воздействия на них темной материи. Во-вторых, много звезд на треке Хаяси, потому что они «бессмертны». В-третьих, множество массивных светил на треке Хеньи. В целом, такая гипотеза хорошо описывает некоторые особенности известных космических тел вблизи центра Галактики.
Повышенную точность предложению придадут более детальные наблюдения объектов вблизи галактического центра. Вероятно, некоторые описанные звезды просто ускользают при наблюдении. Например, звёзды на треке Хаяси могут быть достаточно холодными и не попадать в выборки. Авторы новой работы уверены, что такие «потерянные» звезды обнаружимы с помощью комплекса телескопов VLT и обсерватории Кека, если оптимизировать параметры поиска. Новое поколение телескопов позволит осуществить полноценные наблюдения.