Οι γιγάντιες μάζες αόρατης σκοτεινής ύλης που περιφέρονται στο Σύμπαν μπορεί να σπέρνουν τον όλεθρο στα διπλά αστέρια, διαλύοντάς τα σιγά-σιγά, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Αυτές οι βίαιες επιδράσεις θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην αποκάλυψη της πραγματικής φύσης της πιο ασύλληπτης οντότητας του Σύμπαντος.
Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, οι αστρονόμοι έχουν συγκεντρώσει ένα τεράστιο ποσό στοιχείων που υποδεικνύουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, μιας αόρατης μορφής ύλης που αντιπροσωπεύει περίπου το 85% της μάζας σχεδόν σε κάθε γαλαξία. Αρχικά, οι αστρονόμοι πίστευαν ότι η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε να είναι ένα νέο είδος σωματιδίων γνωστό ως ασθενώς αλληλεπιδρώντα μαζικά σωματίδια (WIMPs), τα οποία θα αλληλεπιδρούσαν μεταξύ τους μόνο μέσω της βαρύτητας και της ασθενούς πυρηνικής δύναμης.
Όμως τα πειράματα που σχεδιάστηκαν για να βρουν τα ίχνη των WIMPs καθώς πλέουν μέσα στη Γη δεν έχουν βρει τίποτα, και το μοντέλο των WIMPs έχει κάποιες δυσκολίες να ταιριάξει με τις πυκνότητες της ύλης μέσα στους γαλαξιακούς πυρήνες. Εξαιτίας αυτού, οι επιστήμονες αναζητούν όλο και περισσότερο ένα εναλλακτικό μοντέλο στο οποίο το σωματίδιο της σκοτεινής ύλης είναι εξαιρετικά ελαφρύ – ακόμη ελαφρύτερο από το ελαφρύτερο γνωστό σωματίδιο, το νετρίνο.
Σε αυτά τα μοντέλα, το σωματίδιο της σκοτεινής ύλης θα ήταν περισσότερο από ένα δισεκατομμύριο δισεκατομμύρια φορές ελαφρύτερο από ένα ηλεκτρόνιο. Και γνωρίζουμε από την κβαντομηχανική ότι όλα τα σωματίδια έχουν μια κυματοειδή φύση που συνδέεται με αυτά, την οποία μπορούμε συνήθως να ανιχνεύσουμε μόνο σε υποατομικά πειράματα. Αλλά σε αυτό το σενάριο, η σκοτεινή ύλη θα ήταν τόσο ελαφριά που θα λειτουργούσε περισσότερο σαν κύμα σε κλίμακες μεγέθους του Ηλιακού Συστήματος ή και μεγαλύτερες. Πρόσφατα, μια ομάδα αστρονόμων στην Κίνα εξέτασε αυτό το μοντέλο και αναζήτησε τρόπους για την παρατηρησιακή ανίχνευση αυτού του είδους σκοτεινής ύλης.
Η υπερελαφριά σκοτεινή ύλη δεν θα τριγυρνούσε στο Σύμπαν όπως οι μικροσκοπικές σφαίρες. Αντίθετα, θα περιτριγύριζε κάθε γαλαξία σαν ένας τεράστιος, αόρατος ωκεανός. Και ακριβώς όπως οι ωκεανοί μπορούν να υποστηρίξουν κύματα, η δεξαμενή της υπέρλαμπρης σκοτεινής ύλης θα είχε τις δικές της ταλαντώσεις. Μερικά από αυτά τα κύματα θα μπορούσαν ενδεχομένως να συσσωρευτούν σε μια ενιαία ομάδα που ταξιδεύει αλληλεξαρτημένα διατηρώντας το σχήμα της – γνωστό ως σολιτόνιο.
Αυτά τα σολιτόνια θα ήταν εντελώς αόρατα – σαν γιγάντια, αποστάτες κύματα που διαπερνούν τον γαλαξία, αλλά φτιαγμένα από ύλη τόσο ελαφριά που μόλις και μετά βίας θα επηρέαζαν το περιβάλλον τους. Όμως οι επιστήμονες πίσω από τη νέα μελέτη ανακάλυψαν ότι το τεράστιο μέγεθος των σολιτονίων θα μπορούσε να μεταβάλει ανεπαίσθητα το βαρυτικό περιβάλλον γύρω τους.
Η βαρυτική επιρροή των σολιτονίων θα ήταν τόσο ασθενής που σχεδόν τα πάντα στον γαλαξία θα παρέμεναν ανεπηρέαστα από αυτά. Αλλά τα δυαδικά ζεύγη αστέρων που έχουν μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους συγκρατούνται μόνο ασθενώς από την αμοιβαία βαρύτητά τους, οπότε τα σολιτόνια θα ήταν αρκετά μεγάλα ώστε να μεταβάλλουν τις τροχιές τους.
Οι ερευνητές εντόπισαν όλα τα μεγάλα δυαδικά ζεύγη στον κατάλογο Gaia των δισεκατομμυρίων αστέρων που βρίσκονται πιο κοντά στον Ήλιο και τα επισήμαναν για μελλοντικές παρατηρήσεις. Αν τα διπλά αστέρια αρχίσουν να απομακρύνονται το ένα από το άλλο, αυτό μπορεί να οφείλεται στην επίδραση των σολιτονίων.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι παρακολουθώντας την εξέλιξη των δυαδικών αστέρων, θα μπορούσαμε να έχουμε έναν πολύ ευαίσθητο ανιχνευτή της υπερελαφράς σκοτεινής ύλης – ίσως ακόμη πιο ευαίσθητο από οποιοδήποτε εργαστήριο στη Γη που έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει αυτό το είδος σκοτεινής ύλης. Έτσι, αν κάτι παράξενο φαίνεται να συμβαίνει στα δυαδικά αστέρια, μπορεί να έχουμε την πρώτη μας ένδειξη για τη φύση της σκοτεινής ύλης.
[via]
