„Dark Dwarfs” może brzmieć jak nowa rasa wielkich mieszkańców Ziemi Śródziemia, ale w rzeczywistości jest to nowy rodzaj gwiezdnego ciała zaproponowanego w sercach galaktyk.
Prefiks „ciemny” tutaj nie odnosi się do Mrocznego Pana, ale raczej do ciemna materiatajemnicze rzeczy, które stanowią 85% sprawy we wszechświecie. Ta forma materii pozostaje skutecznie niewidoczna, ponieważ nie wchodzi w interakcje ze światłem, ale wchodzi w interakcje z powaga.
Nowe badania sugerują to Brązowe krasnoludyznane również „nieudane gwiazdy”, mogłyby działać jako pułapki grawitacyjne dla ciemnej materiizmuszając egzotyczne rzeczy do interakcji z sobą. To uwalnia energię, podgrzewając te nieudane gwiazdy i obracając je z brązowych karłów w ciemne karły. Im bardziej mroczna materia, którą gromadzą ciemne karła, tym więcej energii będą promieniować gwiazdami Darkside.
Jeśli ten pomysł jest prawidłowy, a ciemne krasnoludzki mieszkają w sercu Droga Mleczna i inne galaktyki, w których ciemna materia jest najbardziej obfita, wówczas daje naukowcom mocną wskazówkę na temat tego, jakie hipotetyczne nieodkryte cząstki muszą nadrobić tę tajemniczą formę materii.
Dzieje się tak, ponieważ tylko niektóre cząsteczki ciemnej materii oddziałują ze sobą i „samozachowawcze”, uwalniając energię. Prawdopodobnie najbardziej uprzywilejowanym przykładem takich samokontroli cząstek są Słabo oddziałując masywne cząstki (WIMPS).
„Dark Matter oddziałuje grawitacyjnie, więc może zostać schwytana przez gwiazdy i gromadzi się w nich”, członek zespołu Jeremy Sakstein z University of Hawai’i powiedział w oświadczeniu. “ Jeśli tak się stanie, może również oddziaływać z sobą i unicestrować, uwalniając energię, która ogrzewa gwiazdę. ”
Brązowe krasnoludy zwracają się do ciemnej strony
Brązowe karły otrzymują niefortunny pseudonim „nieudane gwiazdy”, ponieważ pomimo tworzenia się jak gwiazdy z chmury zapadającego się gazu i pyłu, nie gromadzą wystarczającej masy, aby wywołać Fuzja wodoru do helu w ich rdzeniach.
Ten proces jest zasilany Główne gwiazdy sekwencji Jak słońce. Brązowe karły lekko świecą, ponieważ występuje w nich pewna fuzja jądrowej i ponieważ kurczą się pod własną grawitacją. Ale kiedy znajdują się w sercu galaktyk, te nieudane gwiazdy mogą znaleźć alternatywne źródło zasilania.
„Ciemne karła to bardzo niskie obiekty masy, około 8% masy słonecznej” – wyjaśnił Sakstein. „Te obiekty zbierają ciemną materię, która pomaga im stać się mrocznym krasnoludem”.
Ciemna materia oddziałuje grawitacyjnie, ale nie wchodzi w interakcje z inną materią, co oznacza, że może zatonąć z sercami galaktyk bez zbytniego sprzeciwu. Oznacza to, że centra galaktyk są obfite w ciemną materię, a zatem są najbardziej prawdopodobnym miejscem do znalezienia ciemnych krasnoludów.
„Im więcej mrocznej materii masz w pobliżu, tym więcej możesz uchwycić” – powiedział Sakstein. „I im bardziej ciemna materia kończy się wewnątrz gwiazdy, tym więcej energii zostanie wyprodukowane przez jej unicestwienie”.
Ciemna materia może zasilać ciemne krasnoludy, jeśli wchodzi w interakcje z sobą. Nawet jeśli te interakcje są rzadkie lub „słabe” (co wyjaśniałoby, dlaczego jeszcze ich nie wykryliśmy), gdzie ciemna materia jest tłoczona grawitacyjnie, jak w sercu brązowego karła, mogą stać się częste.
Tak więc istnienie ciemnych karłów może wyeliminować nie interakcyjne cząstki kandydujące dla ciemnej materii, a także cząstki, które są zbyt lekkie. Obejmuje to być może w tej chwili wiodącego kandydata na ciemną materię, osi.
„Aby istniały ciemne karły, mroczna materia musi być wykonana z WIMPS lub jakiejkolwiek ciężkiej cząstki, która tak silnie oddziałuje z sobą, aby wytwarzać widzialną materię” – powiedział Sakstein.
Oczywiście byłoby to bezczynne spekulacje, gdyby zespół nie mógł zasugerować sposobu na wykrycie ciemnych krasnoludów i odróżnienie ich od niezgodnej z napędem Brązowe krasnoludy lub zwykłe gwiazdy.
Naukowcy sugerują szczególny marker chemiczny, który może być martwym prezentem ciemnych karłów-lit-7 izotopu, który łatwo pali się i dlatego jest szybko spożywany przez zwykłe gwiazdy.
„Było kilka markerów, ale zasugerowaliśmy lit-7, ponieważ byłby to naprawdę wyjątkowy efekt”-powiedział Sakstein. „Więc gdybyś był w stanie znaleźć obiekt, który wyglądał jak ciemny krasnolud, mógłbyś szukać obecności tego litu, ponieważ nie byłoby go tam, gdyby był to brązowy karłowca lub podobny obiekt”.
Zespół uważa, że potężne teleskopy takie jak NASA James Webb Space Telescope (JWST) może być już w stanie wykryć chłodne i ciemne ciemne karły.
„Inną rzeczą, którą możesz zrobić, jest spojrzenie na całą populację obiektów i zapytać, w sposób statystyczny, jeśli lepiej jest to opisać przez subpopulację ciemnych karłów, czy nie”-powiedział Sakstein.
W przypadku wykrycia ciemnego karła w sercu Droga Mleczna, Sakstein twierdzi, że byłby to „dość silny” dowód WIMP jako cząsteczki mrocznej materii.
„Z lekkiej ciemnej materii, coś w rodzaju osi, nie sądzę, abyś mógł dostać coś w rodzaju ciemnego karła. Nie gromadzą się w gwiazdach” – powiedział badacz. „Jeśli uda nam się znaleźć ciemnego karła, dostarczy to przekonujących dowodów na to, że ciemna materia jest ciężka i silnie współdziała ze sobą, ale tylko słabo ze standardowym modelem [“ordinary” matter]. Obejmuje to klasy WIMPS, ale obejmuje również inne, bardziej egzotyczne modele.
„Obserwowanie ciemnego krasnoluda nie powiedziałoby nam jednoznacznie, że ciemna materia jest WIMP, ale oznaczałoby to, że jest to albo mięczak, albo coś, co, dla wszystkich celów i celów, zachowuje się jak WIMP”.
Badania zespołu zostały opublikowane w Journal of Cosmology and AstroParticle Physics (JCAP).
