Темная материя оказалась эликсиром долголетия звезд

Астрономы установили, что если верна теория суперсимметрии, то звезды, находящиеся в плотных облаках темной материи, могут оставаться молодыми в течение всей жизни Вселенной. Сами ученые надеются, что это открытие поможет подтвердить теорию суперсимметрии. Работа принята к публикации в журнале Physical Review Letters.

Темная материя — загадочная субстанция, которая наполняет нашу Вселенную. От обычной материи она отличается тем, что не взаимодействует с электромагнитным излучением. В настоящее время существует несколько различных теорий, касающихся строения этой материи.

Группа астрономов под руководством Жанфранко Бертоне (Gianfranco Bertone) из Парижского астрофизического института изучала вопрос консервации звезд. Это эффект, который должен наблюдаться, если верна так называемая теория суперсимметрии. Она утверждает, что темная материя состоит из более тяжелых двойников привычных элементарных частиц. Согласно этой теории, "темные" частицы должны терять энергию при взаимодействии с обычными. Излучение звезды внутри плотного облака темной материи будет приводить к тому, что "темные" частицы начнут наполнять звезду. Спустя некоторое время, когда концентрация темной материи достигнет критического значения, ядерные реакции внутри звезды прекратятся. Однако звезда будет продолжать светить. Энергия для излучения будет появляться из столкновения и аннигиляции "темных" частиц под действием гравитационных сил. Поскольку возраст звезды определяется остатком топлива для ядерной реакции, то можно сказать, что звезда прекращает стареть.

Ранние модели предполагали, что консервация возможна максимум на несколько сотен тысяч лет. Однако группе профессора Бертоне удалось доказать, что если звезда попала в место значительного скопления темной материи (например, вблизи центра галактики), то этот процесс может длиться в течении десятков миллиардов лет. В частности, это означает, что где-то до сих пор находятся в законсервированном состоянии звезды, появившиеся во Вселенной одними из первых. Их предполагаемое время жизни составляло всего несколько сотен тысяч лет. Для сравнения, из современных звезд меньше всего живут гиганты класса О — порядка нескольких миллионов лет. Время жизни Солнца составляет около 13 миллиардов лет. Консервация могла помочь самым первым звездам дожить до нашего времени.

Ученые надеются, что обнаружение подобных звезд сможет предоставить доказательства теории суперсимметрии.