Темная энергия обезображивает звезды

Объединенная группа астрофизиков из Франции, Швеции и Канады опубликовала в журнале Physical Review Letters статью, в которой заявляется, что звезды, содержащие внутри себя темную материю, по виду должны отличаться от остальных.

Одно из наиболее популярных объяснений темной материи сводится к теории так называемой асимметричной темной материи (АТМ), согласно которой она состоит из частиц со слабым взаимодействием – вимпов (weakly interacting particles) - причем количество вимпов и антивимпов во Вселенной неодинаково. Благодаря этой асимметрии частицы АТМ не аннигилируют или аннигилируют очень редко и потому, попадая в звезду под действием ее гравитации, остаются там и накапливаются.

Ученые исследовали процесс накопления АТМ у так называемых звезд главной последовательности, наиболее распространенных во Вселенной, и выяснили, что звезды с темной материей становятся тусклее и меньше диаметром, чем без нее. Объясняется это тем, что темная материя, попав в центр звезды, где происходит термоядерная реакция, начинает уносить быстрее оттуда генерируемую энергию, поскольку частицы АТМ подвижнее, чем атомные ядра материи, находящиеся там. Ядро становится холоднее, звезда сжимается и тускнеет.

Диаграмма Герцшпрунга-Рессела для звезд с темной энергией (для разной плотности АТМ – разные цвета). По оси х – температура, по оси y – светимость.

У звезд главной последовательности существует четкая зависимость между температурой на поверхности (а значит, цветом) и яркостью, описываемая хорошо известной астрономам диаграммой Герцшпрунга-Рессела. Отклонение от этой диаграммы означает наличие у звезды темной энергии. В наибольшей степени отклоняются от "правильной" диаграммы звезды типа нашего Солнца.

С одной стороны, это хорошая новость, поскольку 60% звезд Млечного Пути именно таковы – они имеют 0,1-1,0 солнечной массы и, стало быть, могут легко выдать свой груз темной энергии. С другой стороны, для того, чтобы эффект стал заметным, звезда, по расчетам, должна находится в регионе с плотностью темной энергии, которая в двести раз выше той, что есть вокруг Солнца. Темная энергия концентрируется в центре Галактики, то есть там, где современная техника лишь очень приблизительно может оценивать цвет звезды и ее светимость – слишком велики расстояния.

Остается надежда на поиск тех звезд, которые уже побывали у центра Галактики, набрались там темной энергии, но потом мигрировали оттуда.