Нова космичка теорија: Да ли тамна материја покреће скривене „мрачне патуљке“

Очекује се да тамна материја испуњава универзум, али пошто је тамна, тешко је открити. Не одбија нити емитује светлост – њено постојање се закључује искључиво на основу утицаја који има на обичну материју преко гравитације. Директни докази о њој и даље не постоје, упркос деценијама трагања.

Сада астрофизичари из Велике Британије и САД предлажу ново место где бисмо могли пронаћи тамну материју – сакривену у срцима браон патуљака.

Већи од гасовитих џинова попут Јупитера, али мањи од звезда, ови свемирски објекти никада не сакупе довољно масе да би започели процес нуклеарне фузије који покреће звезде. Уместо тога, лутају свемиром као велика, тамна и хладна тела.

Али, у неким случајевима, нова студија предлаже да браон патуљци могу постати нешто много занимљивије. У пределима где је густина тамне материје већа, ова чудна супстанца може да се акумулира у језгру браон патуљка. И ако је у питању одређена врста тамне материје, њене честице могу међусобно да реагују и производе енергију која ће покретати браон патуљак.

Истраживачи ова хипотетичка тела називају „мрачни патуљци“.

„Ови објекти прикупљају тамну материју, што им помаже да постану 'мрачни патуљци'. Што више тамне материје има у околини, више ћете је ухватити. А што више тамне материје заврши унутар звезде, више ће се енергије створити њеним уништавањем“, каже Џереми Сакстајн, астрофизичар са Универзитета на Хавајима.

Истраживачи предлажу начин да астрономи провере постојање „мрачних патуљака“ – потрага за изотопом литијума-7.

Овај изотоп се брзо троши у звездама због њихове интензивне топлоте. Али у хладнијим телима попут браон патуљака, литијум-7 може да опстане. Астрономи већ користе присуство литијума-7 као показатељ да је неки објекат браон патуљак.

Међутим, ако додатна енергија која настаје уништавањем тамне материје покреће браон патуљак, он би могао изгледати веће и светлије чак и од црвених патуљака исте масе. Дакле, ако нађете нешто што изгледа као црвени патуљак, али има потпис литијума-7, можда сте открили „мрачног патуљка“ – и добили доказ о постојању тамне материје.

Наравно, ту је много „ако“. Пре свега, тамна материја би морала да постоји у одређеном, теоријски претпостављеном облику – као слабоинтерактивне масивне честице (WIMPs). То су водећи кандидати за честице тамне материје, које једва да ступају у интеракцију с обичном материјом, осим путем гравитације, али међусобно могу да реагују.

WIMPs би биле своје сопствене античестице, што значи да би, када се две честице додирну, дошло до њиховог уништавања и ослобађања енергије.

Када се нагомилају у малом простору – попут језгра браон патуљка – енергија ослобођена свим тим сударањем могла би да напаја објекат. Не у мери као код звезда, али више него што производи обичан браон патуљак.

Захваљујући томе што овај процес објекту даје стабилну величину, температуру и сјај, тим тврди да би „мрачни патуљци“ били практично вечни.

Међутим, ако се испостави да тамна материја има неки други облик – као што су аксиони или тамни фотони – онда не бисмо могли да уочимо њено присуство унутар браон патуљака гледајући споља.

Ако тамна материја уопште постоји – увек постоји могућност да су ефекти које јој приписујемо последица неке друге, још непознате физике.

Ипак, важно је развијати различите идеје о томе шта тамна материја може бити и како бисмо могли да је откријемо. Различите опсерваторије и експерименти могу тражити различите потенцијалне потписе тамне материје, што нам омогућава да испитујемо широк спектар могућности истовремено.

У овом случају, истраживачи тврде да би најбоље место за потрагу за потписима „мрачних патуљака“ било у правцу центра наше галаксије, где се тамна материја најгушће акумулира.