http://geektimes.ru/post/240956/


Сердцевина Млечного Пути, расположенная в 26 000 световых лет от нас.

Центр нашей галактики представляет собой очень плотное скопление звёзд и межзвёздных пыли и газа. Всё это вращается вокруг сверхмассивной чёрной дыры, чья масса примерно в три миллиона раз превышает массу Солнца. При такой плотности скопления, с точки зрения статистики в этой области должно «накопиться» несколько сотен погасших звёзд, превратившихся в пульсары. Но проблема в том, что астрономы до сих пор не могут их найти. За всё время наблюдений в центре галактики удалось обнаружить лишь один-единственный сравнительно молодой пульсар. При этом в его окрестностях, судя по расчётам, должно быть ещё около 50 подобных объектов.

На днях была опубликована научная работа, в которой высказывается предположение о причастности к исчезновению пульсаров тёмной материи. По мнению авторов публикации, тёмная материя, в изобилии присутствующая в центре галактики, аккумулируется на пульсарах до тех пор, пока их масса не превышает некий порог, после чего они «схлопываются» в чёрную дыру. Пуффф, и нет пульсаров.

Другой вид тёмной материи

Данная субстанция сама по себе имеет едва ли не магическую природу. Предположительно, она заполняет четверть Вселенной, при этом невидима и почти не взаимодействует с материальными объектами. О присутствии тёмной материи может свидетельствовать наличие гравитационного притяжения у небесных тел.

По одной из версий, тёмная материя представляет собой слабовзаимодействующие массивные частицы (Weakly Interacting Massive Particle, WIMP, вимп). Учёные спорят о том, являются ли источниками гамма-излучения со стороны галактического ядра многочисленные столкновения вимпов. Считается, что любая частица и её античастица, при столкновении должны аннигилировать с излучением энергии. Но у вимпов нет античастиц. Вместо этого предполагается, что вимпы сами себе античастицы, то есть столкновение двух вимпов должно приводить к их взаимному уничтожению.

Но в течение последних лет физики выдвинули теорию о существовании ещё одного вида тёмной материи — асимметричной тёмной материи. В отличие от вимпов, она имеет своего близнеца-антиматерию.

Причина, по которой физикам пришлось предположить существование асимметричной антиматерии, заключается в дисбалансе между материей и антиматерией во Вселенной: материи куда больше. Это ключевой момент, поскольку не будь такого «перевеса», весь материальный мир, включая нас, давно бы исчез. И согласно схожей теории, должно существовать гораздо больше тёмной материи, чем антиматерии. Учёные считают, что при Большом Взрыве должно было возникнуть равное количество материи и антиматерии. Но по какой-то причине баланс был смещён, что привело, в свою очередь, к аналогичному дисбалансу и в тёмной материи.

Считается, что она в основном сконцентрирована в галактическом ядре, и если она асимметрична, то может скапливаться в пульсарах, захваченная их гравитацией (представьте себе Солнце, сжатое до размеров среднего города). По мере накопления тёмной материи, масса пульсара растёт и в один прекрасный день он превращается в чёрную дыру.

В поисках пульсаров

Пульсар в центре созвездия Краба.

Вообще идея «исчезновения» пульсаров из-за тёмной материи не нова. Однако в вышеупомянутой научной работе впервые высказано предположение, что это может быть причиной аномального отсутствия пульсаров в галактическом ядре. Если эта гипотеза верна, то эти объекты должны были быть весьма почтенного возраста, чтобы успеть набрать массу. Плотность тёмной материи падает по мере удаления от центра галактики, в то время как максимальный возраст пульсаров до перехода в фазу чёрной дыры должен увеличиваться.

Обнаружение пульсаров, удовлетворяющих выдвинутой гипотезе, стало бы мощным доказательством не только в пользу того, что тёмная материя может приводить к «исчезновению» пульсаров, но и что существует асимметричная тёмная материя. К сожалению, выявление искомой закономерности является очень непростым делом. Астрономам нужно обнаружить куда больше пульсаров в галактическом ядре, ища их радиосигналы. Возможно, этому поспособствуют исследования в более широком радиодиапазоне.

Умозрительные рассуждения?

Надо напомнить, что идея о роли тёмной материи в исчезновении пульсаров ничем не подтверждена. Велика ли вероятность справедливости этой гипотезы? По мнению некоторых учёных, это слишком смелое заявление. Ряд физиков считает, что даже если удастся найти указанную зависимость роста возраста пульсаров от расстояния до галактического ядра, это не может являться однозначным свидетельством в пользу существования асимметричной тёмной материи. Она может вообще не иметь никакого отношения к странному отсутствию пульсаров. Поскольку проблема относительно нова, астрономы ищут и иные объяснения.

Исчезающие пульсары

Есть и другой способ установить, играет ли тёмная материя какую-либо роль в превращении пульсаров в чёрные дыры: застать хотя бы один из них за этим процессом. Хотя до сих пор никто не знает, как может выглядеть коллапсирующий пульсар. Возможно, он вообще при этом взрывается.

Хотя сценарий с превращением в чёрную дыру выглядит куда интереснее. Его изучение позволило бы протестировать релятивистскую теорию Эйнштейна. Согласное ей, частота излучения пульсара должна постепенно уменьшаться, пока время между импульсами не станет бесконечным. Так и исчезает пульсар.