Multă vreme s-a crezut că un sistem particular observat de satelitul Gaia era doar un simplu caz de stea care orbita în jurul unei găuri negre. Dar dacă ar fi de fapt ceva mai exotic? Doi astronomi sugerează că această gaură neagră ar fi de fapt un aglomerat de materie neagră sau o stea numită „bosonică”. Cercetarea, care nu a fost încă evaluată de colegi, a fost publicată pe serverul de preprinturi arXiv. Despre ce vorbim mai exact?
În Univers, multe obiecte evoluează în cupluri binare, ale căror combinații pot fi multiple. Acestea pot implica în special două stele clasice, o stea și o stea neutronică, o pitică albă și o gaură neagră sau chiar două găuri negre, pentru a cita doar câteva exemple. Descoperit de satelitul european Gaia în urmă cu câțiva ani, sistemul despre care este vorba aici ar fi compus dintr-o stea similară Soarelui și o gaură neagră. Această stea ar avea o masă de aproximativ 0,93 mase solare, în timp ce gaura neagră ar cântări cât unsprezece Sori. Aceste obiecte se rotesc una în jurul celeilalte la fiecare 188 de zile, la o distanță de 1,4 unități astronomice (aproximativ distanța dintre Marte și Soare).
Cu toate acestea, dacă natura acestei stele asemănătoare Soarelui nu lasă loc de îndoială, cea a găurii negre ridică încă semne de întrebare. Știm, de fapt, că găurile negre se formează în urma morții stelelor foarte masive. În cazul care ne interesează astăzi, o stea asemănătoare Soarelui ar fi trebuit să se formeze împreună cu unul dintre aceste monștri cosmici. Cu toate acestea, deși nu este imposibil, acest scenariu necesită o cantitate extraordinară de ajustări pentru ca „potrivirea” să se producă și să se mențină timp de milioane de ani. Astronomii Alexandre M. Pombo și Ippocratis D. Saltas împărtășesc aceeași îndoială: și dacă, în loc să fie doar o gaură neagră, ar fi de fapt altceva? Și dacă acest companion orbital deosebit de întunecat ar fi… un aglomerat de particule de materie întunecată?
Reamintim că materia întunecată este o formă ipotetică de materie care nu interacționează cu lumina, ceea ce o face „invizibilă” pentru telescoape și instrumente convenționale. Prin urmare, nu poate fi observată sau măsurată direct. Cu toate acestea, prezența sa poate fi dedusă din efectele gravitaționale pe care le exercită asupra materiei vizibile, cum ar fi rotația galaxiilor, dar și formarea și evoluția structurilor la scară largă ale Universului. Observațiile sugerează, de asemenea, că cantitatea de materie întunecată este mult mai mare decât materia obișnuită care constituie tot ceea ce putem detecta direct. Conform anumitor estimări, aceasta ar reprezenta aproximativ 27% din compoziția totală a Universului, în timp ce materia clasică (numită barionică) ar reprezenta doar aproximativ 5%. Restul Universului ar fi atunci compus în principal din energie întunecată, o altă formă de energie misterioasă care influențează expansiunea Universului. Cercetătorii au propus diverse ipoteze cu privire la natura materiei întunecate, dar până în prezent nu a fost identificată nicio particulă specifică ca fiind materie întunecată.
Majoritatea modelelor teoretice presupun că materia întunecată este distribuită în mod difuz în fiecare galaxie. Cu toate acestea, mai multe modele sugerează că aceasta s-ar putea aglomera. Unul dintre ele emite în special ipoteza că materia întunecată ar fi un nou tip de boson. Reamintim că bosonii sunt particule care transportă forțele naturii. Un foton, de exemplu, este un boson care transportă forța electromagnetică. Bosonul Higgs, care explică originea masei celorlalte particule elementare, este un alt exemplu. Tipurile de bosoni propuse aici nu ar transporta forțe, dar ar avea capacitatea de a forma aglomerări mari. Unele dintre ele ar putea avea dimensiunea unor sisteme stelare întregi, în timp ce altele ar putea fi mult mai mici. Aceste aglomerări mai mici de materie întunecată bosonică ar putea fi chiar atât de mici cât stelele. În acest caz, am vorbi despre stele bosonice. Aceste stele, încă foarte ipotetice, ar fi astfel complet invizibile. Cu toate acestea, le-am putea detecta prin influența gravitațională exercitată asupra mediului lor.
Cei doi cercetători susțin că acest sistem nu ar fi compus dintr-o stea și o gaură neagră de masă stelară, ci dintr-o stea și un mic aglomerat de materie întunecată. Potrivit acestora, un model simplu de materie întunecată bosonică ar putea produce suficient de multe stele bosonice pentru a face acest rezultat plauzibil în datele Gaia. În plus, înlocuirea unei găuri negre putative cu o stea bosonică ar putea explica, de asemenea, toate datele de observare. Deși este puțin probabil să fie vorba într-adevăr de o stea bosonică, autorii insistă asupra necesității de a efectua observații de urmărire pentru a confirma (sau nu) ipoteza lor.
Poll: Care este natura companionului orbital din sistemul din acest articol?
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply