U blizini središta naše galaksije mogli bi se skrivati objekti koji sjaje, iako ih pogoni – tama.
Zvuči paradoksalno, ali upravo ta kontradikcija mogla bi biti ključ jedne od najvećih zagonetki moderne fizike. Skupina znanstvenika predlaže novu metodu za otkrivanje tamne tvari: traženjem neobično svijetlih, ali sićušnih objekata u galaktičkom središtu. Ako doista postoje, tzv. “tamni patuljci” (Dark Dwarfs) mogli bi otkriti što zapravo čini većinu mase svemira.
Promatranja gibanja zvijezda i galaksija već desetljećima ukazuju na postojanje nevidljive gravitacije – sile koja nadilazi sve što možemo vidjeti teleskopima. Ta nepoznata komponenta svemira nazvana je tamna tvar. Premda znamo da postoji, njezina točna priroda ostaje nepoznata.
Jedna od najpopularnijih teorija predlaže da tamnu tvar čine tzv. WIMP-ovi – masivne čestice koje vrlo slabo međudjeluju s običnom tvari. Upravo zbog tih slabih interakcija, WIMP-ove je iznimno teško detektirati izravno, unatoč desetljećima pokušaja.
Galaktičko središte kao laboratorij
Teorijski modeli predviđaju da se tamna tvar nakuplja tamo gdje je gravitacija najjača – dakle, u središtu galaksija. Ako WIMP-ovi doista čine glavninu tamne tvari, tada bi se u galaktičkom središtu mogli koncentrirati u tolikoj mjeri da mijenjaju ponašanje okolne tvari.
Upravo to je temelj nove hipoteze koju je iznio astrofizičar dr. Jeremy Sakstein sa Sveučilišta Havaji. On i njegovi kolege smatraju da bi u takvom okruženju objekti koji bi inače bili smeđi patuljci – hladne zvijezde premale mase da pokrenu klasičnu fuziju – mogli postati izvor svjetlosti.
Zvijezde koje sjaje zahvaljujući tami
“Tamna tvar djeluje gravitacijski, što znači da je zvijezde mogu uhvatiti i nakupljati u svojoj unutrašnjosti. Ako se to dogodi, moguće je da će WIMP-ovi međusobno anihilirati, pri čemu oslobađaju energiju koja zagrijava zvijezdu”, objašnjava dr. Sakstein.
Kod običnih zvijezda, ta bi dodatna energija bila teško uočljiva jer su već ionako sjajne. No kod smeđih patuljaka – objekata mase između 1,2 i 8 posto Sunčeve – situacija je drukčija. Oni nisu dovoljno masivni da potaknu fuziju običnog vodika, pa sjaje vrlo slabo, zahvaljujući zaostaloj toplini iz formacije i rijetkoj fuziji deuterija.
U vanjskim dijelovima galaksije, gdje je gustoća tamne tvari niska, smeđi patuljci vjerojatno zarobljuju premalo tamne tvari da bi to imalo ikakav učinak. No u blizini galaktičkog središta, prema novoj studiji, situacija je sasvim drukčija.
Kad smeđi patuljak postane… “tamni”
“Što više tamne tvari imate oko sebe, više je možete zarobiti”, kaže Sakstein. “A što je više tamne tvari unutar zvijezde, to će se više energije proizvesti njezinom anihilacijom.”
Rezultat: smeđi patuljak pretvara se u objekt koji zrači više svjetla nego što bi to bilo moguće samo fuzijom deuterija. Tim objekatima autori daju naziv “tamni patuljci” – iako paradoksalno, oni uopće nisu tamni.
No takav scenarij vrijedi samo ako tamnu tvar čine WIMP-ovi, ili neka njima vrlo slična klasa čestica. Ako bi se pronašao takav objekt, to bi odmah suzilo spektar mogućih objašnjenja za tamnu tvar.
Teški uvjeti za potragu
Potraga za tamnim patuljcima neće biti laka. Oni bi se nalazili duboko u galaktičkom središtu, području zaklonjenom gustim oblacima međuzvjezdanog plina i prašine, ispunjenom tisućama drugih objekata. Osim toga, izgledali bi vrlo slično običnim crvenim patuljcima.
Ipak, postoji jedan mogući trag. “Postoji nekoliko indikatora, ali predložili smo litij-7 jer bi to bio zaista jedinstven efekt”, kaže Sakstein.
Litij-7 se vrlo lako sagorijeva unutar običnih zvijezda. Zato ga imaju samo vrlo mlade zvijezde. No tamni patuljci, osobito oni mase blizu gornje granice, mogli bi sagorijevati litij-7 u drugačijim uvjetima, što znači da bi se mogli identificirati po prisutnosti ovog elementa.
Dakle, ako se u objektima blizu galaktičkog središta otkrije litij-7, a oni ne pripadaju najmlađim populacijama, to bi bio snažan dokaz da je riječ o tamnim patuljcima i da se u tom području nalazi visoka koncentracija WIMP-ova.
Svemirski teleskop James Webb (JWST) možda bi mogao izravno detektirati litij-7 u pojedinačnim objektima blizu središta Mliječne staze. No autori sugeriraju i jednostavniji statistički pristup, koristeći teleskope koji nisu pod tolikim opterećenjem kao JWST.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
