Gdzie jest ciemna materia? Odpowiedź może zadziwić

Ciemne karły to hipotetyczne gwiazdy zasilane przez ciemną materię. Jak wskazują najnowsze badania mogą być napędzane przez anihilację ciemnej materii, która sprawia, że tajemnicze obiekty są niemal niewidoczne.

Ciemna materia to tajemniczy składnik Wszechświata, który nie emituje ani nie pochłania światła i to właśnie sprawia, że jest niedostępny dla teleskopów. Stanowi około 27% całkowitej masy i energii Wszechświata, podczas gdy cała znana nam materia to zaledwie 5%. Wiemy o jej istnieniu jedynie dzięki efektom grawitacyjnym, jakie wywiera na widzialną materię. Powoduje m.in. zakrzywienie torów gwiazd w galaktykach czy oddziaływanie z promieniowaniem kosmicznym.

Mimo wielu lat poszukiwań naukowcom nie udało się jej bezpośrednio wykryć. Jej istnienie zostało stwierdzone na podstawie oddziaływań grawitacyjnych ze zwykłą materią oraz na podstawie obserwacji zjawisk, których nie da się wyjaśnić, uwzględniając jedynie widzialną materię.

Kluczowym dowodem są prędkości obrotowe gwiazd w galaktykach, bowiem zamiast maleć wraz z odległością od centrum, utrzymują się na stałym poziomie, co sugeruje obecność niewidocznej masy generującej dodatkową grawitację. Kolejnym argumentem są obserwacje soczewkowania grawitacyjnego, czyli zakrzywienia światła odległych obiektów przez masę pośrednią. Efekt ten jest znacznie silniejszy, niż wynikałoby to z ilości widocznej materii. Dodatkowo rozkład materii we Wszechświecie i fluktuacje mikrofalowego promieniowania tła wskazują na obecność dominującego, lecz niewidocznego składnika.

Jak podaje serwis Science Alert, astrofizycy sugerują, że ciemna materia może gromadzić się w jądrach brązowych karłów. Obiekty te znajdują się na pograniczu między gwiazdami a planetami. Powstają w taki sam sposób jak gwiazdy, czyli z zapadającego się obłoku gazu. Ich masa jest jednak zbyt mała, by mogły osiągnąć wartości niezbędne do rozpoczęcia fuzji jądrowej. Emitują głównie ciepło w podczerwieni i są bardzo trudne do wykrycia, dlatego często określa się go mianem "niedoszłej gwiazdy".

Z badań opublikowanych na arXiv i w "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" wynika, że obszarach o dużej gęstości ciemnej materii, brązowe karły mogą przekształcić się w ciemne karły. Cząstki ciemnej materii mogą wytwarzać energię, która zasila te obiekty, czyniąc je jaśniejszymi niż zwykłe brązowe karły. To sprawia, że naukowcy kierują swoją uwagę na ciemne karły i analizują obecności litu-7. To izotop, który szybko spala się w gwiazdach, ale może przetrwać w chłodniejszych obiektach, takich jak brązowe karły.Badania sugerują, że najlepszym miejscem do poszukiwań ciemnych karłów jest centrum naszej galaktyki, gdzie ciemna materia jest najgęstsza.