Νέο μοντέλο σκοτεινής ύλης εισάγει ένα φορτίο που επιτρέπει ακτινοβολία ενέργειας και διαμόρφωση σκοτεινών άστρων

Μία ευρέως επικρατούσα πίστη σχετικά με τη σκοτεινή ύλη είναι ότι δεν μπορεί να ψύχεται ακτινοβολώντας ενέργεια. Εάν μπορούσε, τότε ίσως να ομαδοποιείται και να δημιουργεί συμπαγή αντικείμενα με το ίδιο τρόπο που η βαρυονική ύλη διαμορφώνει πλανήτες, άστρα και γαλαξίες. Οι μέχρι τώρα παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι η σκοτεινή ύλη δεν κάνει κάτι τέτοιο – επενδύει εξωτερικά μόνο ως διάχυτη άλως που περικλείει τους γαλαξίες. Όμως τι γίνεται αν οι γαλαξίες περιέχουν συμπυκνωμένες περιοχές σκοτεινής ύλης και απλά δεν τις έχουμε βρει ακόμη; Οι Matthew Buckley και Anthony DiFranzo, από το Πανεπιστήμιο του Rutgers στο New Jersey, προτείνουν ένα νέο μοντέλο για την σκοτεινή ύλη που την επιτρέπει να ψυχθεί. Ενώ το μοντέλο τους επιτρέπει, η περισσότερη σκοτεινή ύλη σε έναν γαλαξία να διαμορφώνει μια άλω, προβλέπει επίσης χιλιάδες υποδομές σκοτεινής ύλης να είναι κατάσπαρτες παντού στον γαλαξία.

Η ψύξη της βαρυονικής ύλης που οδηγεί στη διαμόρφωση των κοσμικών δομών ήταν κυρίως εξαιτίας των αλληλεπιδράσεων μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων. Εάν η σκοτεινή ύλη περιέχει σωματίδια που φέρουν κάτι ανάλογο με το φορτίο, ίσως θα μπορούσε επίσης να ψυχθεί. Οι Buckley και DiFranzo δημιούργησαν ένα μοντέλο στο οποίο η σκοτεινή ύλη περιέχει δυο τύπους φορτισμένων σωματιδίων – τα σκιώδη ισοδύναμα των πρωτονίων και ηλεκτρονίων – και δείχνουν ότι τέτοια σωματίδια θα μπορούσαν να ακτινοβολούν ενέργεια. Και άλλοι ερευνητές έχουν σκεφτεί την ψύξη της σκοτεινής ύλης, αλλά οι προσπάθειές τους δεν μπόρεσαν να εξηγήσουν γιατί η γαλαξιακή άλως δεν καταρρέει. Το νέο μοντέλο παρακάμπτει αυτό το πρόβλημα: Πάνω από κάποια κρίσιμη μάζα για το περιεχόμενο σκοτεινής ύλης σε ένα γαλαξία, ψυχόμενη κολλιέται στην άλω. Κάτω από αυτή τη μάζα, μια επαρκώς πυκνή ποσότητα σκοτεινής ύλης θα μπορούσε να συγκεντρωθεί μαζί, σε ένα συμπαγές αντικείμενο.

Οι συγγραφείς δεν προβλέπουν τι θα μπορούσαν να είναι αυτά τα αντικείμενα ή πώς οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να τα βρούνε. Εικάζουν ότι ανάλογα με ορισμένες παραμέτρους του μοντέλου, αυτοί οι σκοτεινοί «κάτοικοι» θα μπορούσαν να έχουν εύρος μάζας από υπερβολικά μεγάλης μάζας άστρα μέχρι νάνοι γαλαξίες.

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Collapsed Dark Matter Structures. Physical Review Letters.