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Geistersterne. Wissenschaftler über unglaubliche Weltraumobjekte
Geistersterne. Wissenschaftler über unglaubliche Weltraumobjekte
Anonim

Die Allgemeine Relativitätstheorie sieht die Existenz von Sternen aus Antimaterie, stabilen Bosonen und dunkler Materie vor. Aber sie wurden noch nicht gefunden. Mehrere wissenschaftliche Gruppen haben vorgeschlagen, wie solche ungewöhnlichen Objekte aussehen könnten und wie viele es in unserer Galaxie gibt.

Anti-Sterne

Nach modernen Konzepten wurde in den ersten Momenten nach dem Urknall die Bildung jedes Materieteilchens vom Erscheinen desselben, jedoch entgegengesetzt geladenen Antimaterieteilchens begleitet. Sich gegenseitig anziehend, vernichteten sie, aber die Substanz stellte sich als ein Milliardstel mehr heraus. Der gesamte materielle Teil des Kosmos wurde daraus gebildet.

Es ist jedoch möglich, dass nicht vernichtete Antimaterieklumpen im Universum verblieben sind. Darüber hinaus könnten sie sich über Milliarden von Jahren zu Antisternen verbinden. Sie sollten wie gewöhnliche Sterne aussehen, mit nur einem Unterschied: Wenn Materieteilchen, zum Beispiel Wasserstoffatome, auf sie treffen, erscheinen aufgrund der Vernichtung charakteristische Pulse von Gammastrahlung.

Wissenschaftler des Instituts für Astrophysik und Planetenforschung der Universität Toulouse schlagen vor, für solche Gammablitze nach Antisternen zu suchen. Von den 5787 Strahlungsquellen, die über einen Zeitraum von zehn Jahren vom Fermi-Gammastrahlenteleskop aufgezeichnet und im LAT-Katalog (Large Area Telescope) aufgeführt wurden, wurden nicht identifizierte Strahlungsquellen mit einem Spektrum ausgewählt, das mit der Vernichtung von Baryonen und Antibaryonen kompatibel ist.

Es waren 14. Durch die Kombination der Berechnungen mit der Modellierung der Akkretion von Antisternen erhielten die Forscher die Obergrenze für die Anzahl solcher Objekte in unserer Galaxie - 2,5 x 10-6. Das heißt, für eine Million gewöhnliche Sterne gibt es nicht mehr als 2,5 Anti-Sterne, vorausgesetzt, sie sehen aus wie gewöhnliche Sterne.

Wie dem auch sei, betonen die Autoren: Es gibt noch keine verlässlichen Informationen über Antimaterie im Universum, und alle Konstruktionen sind rein theoretisch.

Lage von 14 potenziellen Antimateriesternen in unserer Galaxie

Sterne aus dunkler Materie

Es wird geschätzt, dass dunkle Materie etwa 85 Prozent des materiellen Universums ausmacht. Dunkle Materie kann jedoch nicht nachgewiesen werden, da sie keine elektromagnetische Strahlung absorbiert, reflektiert oder emittiert. Aus astronomischen Beobachtungen ist bekannt, dass eine bestimmte verborgene Masse die Bahnen von Sternen in Galaxien verändert, aber noch niemand hat die Teilchen registriert, aus denen diese verborgene Masse besteht.

Eine der Hypothesen geht davon aus, dass Dunkle Materie nicht gleichmäßig über die Galaxie verteilt ist, sondern ein skalares Feld mit „Klumpen“ist – eine Art „dunkle Sterne“bestehend aus „Darkinos“oder „Dunklen Fermionen“.

Kürzlich schlugen italienische Wissenschaftler des Internationalen Zentrums für Relativistische Astrophysik in Pescara (ICRANet) vor, dass sich im Zentrum unserer Galaxie kein supermassereiches Schwarzes Loch, sondern ein Kern dunkler Materie befindet. Aus dieser Sicht lassen sich ihrer Meinung nach die Abweichungen der Bahngeschwindigkeiten in den äußeren Regionen der Milchstraße sowie das Verhalten seltsamer Objekte, die das Zentrum der Galaxie umkreisen, der sogenannten G- Quellen.

Sie haben eine sehr verlängerte Umlaufbahn, sie ziehen sich zusammen, dehnen sich dann aus und verlängern sich. Es wird angenommen, dass dies Gas- und Staubwolken sind, in denen sich Sterne befinden.

Am Beispiel der Umlaufbahnen einer dieser Quellen - G2 - und des S2-Sterns haben Astrophysiker von ICRANet gezeigt, dass diese Objekte bei ihrer Bewegung einen Widerstand erfahren, der nicht mit dem Schwarzen Loch-Modell übereinstimmt. Als Ergebnis entstand eine Hypothese über einen Klumpen dunkler Materie im Zentrum der Galaxie. Am Stadtrand wird es sehr dünn, bis hin zur diffusen Konzentration.

Die Forscher glauben, dass unter bestimmten Bedingungen – die die kritische Masse überschreiten – ein Klumpen dunkler Materie gravitativ zu einem supermassiven Schwarzen Loch kollabiert. Trotz ihrer Exotik erklärt diese Hypothese gut eines der Geheimnisse der Kosmologie - das schnelle Auftreten einer großen Anzahl supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum.

Umlaufbahnen von Objekten G, die ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie umkreisen (angezeigt durch ein weißes Kreuz)

Bosonische Sterne

Nach dem Standardmodell der Physik gibt es zwei Arten von Teilchen: Fermionen, die die Bausteine ​​der Materie bilden, und Bosonen, die Wechselwirkungen steuern, Kräfte, die es ermöglichen, dass Fermionen zusammenkommen oder umgekehrt in verschiedene Richtungen auseinander fliegen. Alle natürlichen Prozesse basieren auf diesen Wechselwirkungen – vom Kernzerfall bis zur Lichtbrechung, einschließlich chemischer Reaktionen.

Gewöhnliche Sterne sind Ansammlungen von Fermionen - Protonen, Neutronen, Elektronen. Aber rein theoretisch kann man sich Bündel von Bosonen vorstellen – Photonen, Gluonen, Higgs-Bosonen oder andere, noch unbekannte Quantenteilchen.

Anfang dieses Jahres stellten amerikanische Astrophysiker die Hypothese auf, dass die Quelle der Röntgenstrahlen, die von einer Gruppe nahegelegener Neutronensterne, die als die Magnificent Seven bekannt sind, ausgeht, Axionen sein könnten – Bosonen, die einst vorgeschlagen wurden, um die Verletzung der CP-Symmetrie – der Symmetrie der Wechselwirkung – zu erklären zwischen Teilchen und Antiteilchen.

Axionen sind hypothetische Teilchen, die eine Milliarde Mal leichter sind als Protonen und nicht mit gewöhnlicher Materie wechselwirken, sodass sie selbst mit den genauesten Instrumenten nicht nachgewiesen werden können. Dies sind die Hauptkandidaten für die Rolle der Teilchen der Dunklen Materie.

Es wird erwartet, dass Axionen in einem Magnetfeld in Photonenpaare zerfallen, daher wird vorgeschlagen, sie anhand der überschüssigen Strahlung zu suchen. Dies wird in der Tat bei einigen Neutronensternen und Weißen Zwergen mit starken Magnetfeldern beobachtet.

Elementarteilchen

Echte bosonische Sterne, die durch die Akkretion von Quantenteilchen entstehen, emittieren jedoch nicht - Kernfusionsreaktionen finden dort nicht statt. Laut Wissenschaftlern sind solche Objekte völlig unsichtbar. Aber im Gegensatz zu Schwarzen Löchern sind sie transparent: Es gibt keine absorbierende Oberfläche, die Photonen stoppen würde, und es gibt keinen Ereignishorizont – eine Grenze, über die kein Licht entweicht.

Die Forscher spekulieren, dass bosonische Sterne von einem rotierenden Plasmaring umgeben sein könnten, ähnlich der Akkretionsscheibe eines Schwarzen Lochs. Wenn ja, dann sind bosonische Sterne wie ein leuchtender Donut mit einem dunklen Bereich im Inneren - ungefähr wie das vom Event Horizon-Teleskop aufgenommene Schwarze Loch M87 *, aber mit einem viel kleineren dunklen Bereich als der Schatten eines Schwarzen Lochs der gleichen Masse.

Schwarze Zwerge

Unter den noch nicht entdeckten, aber theoretisch möglichen Weltraumobjekten gibt es mehr reale. Es ist zum Beispiel bekannt, dass Sterne wie die Sonne, wenn der Treibstoff für interne Reaktionen ausgeht, sich in Weiße Zwerge verwandeln – sehr kompakte Kugeln von der Größe der Erde, in denen jeder Kubikzentimeter etwa eine Tonne wiegt.

Weiße Zwerge leuchten weiterhin durch Trägheit, aber nach einigen Milliarden Jahren kühlen sie vollständig ab und verwandeln sich in Schwarze Zwerge - sie emittieren nicht im sichtbaren Bereich. Dies ist die letzte Stufe in der Entwicklung der stellaren Materie. Es wird angenommen, dass solche abgekühlten Sterne notwendigerweise im Universum erscheinen werden, aber ihre Zeit ist noch nicht gekommen.

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