Первые звезды молодой Вселенной были похожи на рок-звезд: они светили особенно ярко и довольно рано умирали, успевая прожить лишь несколько тысяч лет. Но некоторые из них вполне могут сохраниться до сих пор — благодаря воздействию темной материи.
Темное бессмертие: Вечно молодые звезды
Позволяя звезде не использовать внутренние топливные резервы, темная материя может «законсервировать» ее на бесконечное время. Такая звезда должна быть крупнее и холоднее своих «нормальных» собратьев

«Такие звезды могут быть «заморожены» на время, большее, чем все время существования Вселенной, — утверждает французский астрофизик Жанфранко Бертон (Gianfranco Bertone). — И их вполне можно найти где-нибудь в центре Млечного пути».

Действительно, считается, что часть из первых звезд, появившихся во Вселенной, образовались глубоко в плотных скоплениях темной материи. Эта таинственная субстанция недоступна непосредственным наблюдениям, но проявляет себя некоторыми косвенными эффектами — например, гравитационным влиянием на видимые объекты. Считается, что темная материя составляет 23% массы Вселенной, обычной материи в ней — только 4%, а львиную долю занимает темная энергия.

Гипотеза суперсимметрии предполагает, что элементарные частицы бозоны и фермионы (составляющие основу более «крупных» частиц — кварков, фотонов и т. д., которые, в свою очередь, образуют протоны и нейтроны) связаны симметричным взаимодействием, то есть после определенных преобразований переходят друг в друга. Гипотеза эта не подтверждена экспериментально, но одно из следствий ее состоит в том, что входящие в состав темной материи частицы, взаимодействя с обычной материей, теряют энергию. И если поблизости находится сильный источник гравитационного притяжения — например, звезда — они могут падать на нее. Здесь захваченные звездой частицы сталкиваются и аннигилируют, распадаясь на составные части и выделяя энергию.

Благодаря этому звезда, «набравшая» достаточные объемы темной материи, будет испускать излучение, но для этого не будет нуждаться в расходовании собственного термоядерного топлива — водорода. Она как бы «застынет» в определенном возрасте. Ранее ученые уже проводили теоретические опыты, в которых было показано, что в таком состоянии звезда может оставаться сотни тысяч лет, прежде чем исчерпает это «дополнительное» топливо темной материи и вернется к использованию собственного, как и остальные собратья. Однако новые исследования, проведенные командой Бертона, показывают, что если первые звезды зарождались в областях особенно плотных скоплений темной материи (например, поблизости от центра крупной галактики), они могут «оставаться молодыми» дольше, чем существует Вселенная. Иначе говоря, бесконечно.

Бертон с коллегами почти уверены, что где-то должны обнаружиться такие звезды, образовавшиеся многие миллиарды лет назад, еще в ранней Вселенной, и сохранившиеся молодыми до сих пор. И уверены, что их можно найти: такая звезда, по их расчетам, должна отличаться большими размерами и меньшей температурой, чем ее собратья той же массы и состава. Возможно, мы уже знаем несколько таких звезд, просто не сумели правильно их оценить.

А сделать это стоит, ведь тогда мы не просто сумеем подтвердить расчеты французских теоретиков, но и получим важное свидетельство в пользу гипотезы суперсимметрии, которая вносит серьезные коррективы в существующую стандартную модель физики элементарных частиц.

Интересно, что влиянию темной материи могут подвергаться вовсе не только те, древние звезды, но и любые звезды сегодня. Достаточно оказаться в окрестностях с плотным ее скоплением, чтобы, к примеру, давно мертвый белый карлик заполыхал с невиданной силой.

Напомним, кстати, об обнаружении целой галактики, которая состоит из одной только темной материи. Читайте: «Что есть там, где ничего нет».

По публикации The New Scientist Space