Žvaigždės, kurios neturėtų šviesti: atskleidė, kas iš tiesų maitina šiuos paslaptingus dangaus kūnus

Tamsieji nykštukai gavo savo pavadinimą ne todėl, kad jie būtų nematomi ar tamsūs, bet todėl, kad jų energijos šaltinis susijęs su tamsiąja materija. Šie objektai gali švytėti dėl to, kad jų viduje kaupiasi tamsiosios medžiagos dalelės, kurios, sąveikaudamos tarpusavyje, sukuria šilumą ir šviesą. 

Tokie kūnai būtų labai nedideli, vos kelių procentų Saulės masės, ir dėl to negalėtų išvystyti pakankamos temperatūros branduolinei sintezei. Paprastai tokie objektai vadinami rudaisiais nykštukais, tačiau šiuo atveju jų vidinis švytėjimas būtų palaikomas kitokiu būdu.

Tamsiosios materijos dalelės, jei jos iš tiesų egzistuoja tokios, kokias spėja mokslininkai, gali turėti savybę būti itin sunkios, bet menkai sąveikaujančios su įprasta materija. Tai reiškia, kad jos neatskleidžia savo buvimo jokiais elektromagnetiniais signalais, todėl nematome jų nei plika akimi, nei teleskopais. Tačiau šios dalelės gali būti paveiktos gravitacijos, o tai leidžia žvaigždėms jas pritraukti į savo vidų.

Kaip veikia šios ypatingos žvaigždės

Įprasta žvaigždė, pavyzdžiui, mūsų Saulė, šviečia dėl to, kad jos branduolyje vyksta labai energingi procesai. Ten spaudimas ir temperatūra yra tokie dideli, kad vandenilio branduoliai susijungia ir sukuria helį. Šio proceso metu išsiskiria didžiulis kiekis energijos, kuris pasiekia paviršių ir pasireiškia kaip šviesa bei šiluma.

Tačiau tamsieji nykštukai yra per maži, kad jų viduje vyktų tokie procesai. Jie neturi pakankamai masės, todėl jų gravitacinė trauka per silpna, kad suspaustų branduolius iki reikiamos temperatūros. Tokios žvaigždės būtų šaltos ir neryškios, nebent jų viduje vyktų kažkas neįprasta. Jeigu jos prisitrauktų daug tamsiosios materijos, o ši medžiaga galėtų anihiliuoti savyje ir išskirti energiją, tuomet tamsusis nykštukas šviestų būtent dėl šio proceso.

Tamsiosios materijos galimybės

Tamsiosios materijos prigimtis iki šiol lieka viena iš neatsakytų mokslinių mįslių. Nors jos egzistavimą patvirtina įvairūs gravitaciniai efektai, pavyzdžiui, galaktikų judėjimo greitis ar šviesos iškraipymai sklindant per galaktikų spiečius, mes vis dar nežinome, kas ji yra. Vienas iš pagrindinių teorinių kandidatų, tai vadinamosios silpnai sąveikaujančios masyviosios dalelės. Šios dalelės teoriškai galėtų ne tik egzistuoti pačios, bet ir susidurti viena su kita, išskirdamos šilumą ar net šviesą, kurios pakaktų sušildyti nykštukinę žvaigždę.

Jeigu ši teorija pasitvirtintų, tamsieji nykštukai galėtų tapti natūraliais kosminiais laboratoriniais indais, kuriuose galėtume tyrinėti tamsiosios materijos savybes.

Kaip atpažinti tamsųjį nykštuką

Vienas iš būdų identifikuoti tamsųjį nykštuką, tai ličio-7 elemento pėdsakai. Šis cheminis elementas yra gana trapus ir lengvai sunaikinamas įprastose žvaigždėse. Jeigu būtų rastas objektas, kuris pagal dydį ir temperatūrą primena rudąjį nykštuką, bet neturi ličio, tai būtų ženklas, kad tai nėra tipiškas žvaigždinis objektas. Tokiu atveju tikėtina, kad matomas kūnas yra tamsusis nykštukas, kurį šildo tamsiosios materijos procesai.

Ši savybė galėtų būti naudojama kaip atpažinimo žymuo, ypač jei būtų analizuojami daugybės nykštukų duomenys ir ieškoma statistinių išskirtinumų.

Kodėl šis atradimas būtų svarbus

Jeigu kada nors būtų tiesiogiai aptiktas tamsusis nykštukas, tai būtų reikšmingas žingsnis į priekį tamsiosios materijos tyrinėjimuose. Tai reikštų, kad tamsioji materija turi pakankamai masės ir tam tikrų sąveikos savybių, kurios leidžia jai būti ne tik pasyvia, bet ir aktyvia Visatos dalimi. Tai būtų svarus įrodymas, kad tamsioji materija gali daryti įtaką žvaigždžių gyvavimui.

Nors tokio atradimo dar neturime, moksliniai metodai ir technologijos nuolat tobulėja. Galbūt jau artimiausiu metu teleskopai fiksuos objektus, kurie leis mums žengti žingsnį arčiau atsakymo į klausimą, kas gi yra ši paslaptinga ir iki šiol nematoma visatos sudedamoji dalis.