НАУКА

Нову рідкісну зірку “Кайджу” відкрито за допомогою лінзи з темної матерії

Поширити:

Нещодавно відкрита зірка настільки велика, яскрава і дивна, що її поява може вказувати нам на згусток темної матерії в небі.

Названа першовідкривачами Мотрою, вона здається химерно яскравою на небі протягом 10,4 мільярдів років, які їй знадобилися, щоб дістатися до нас. Це відносить її до класу надзвичайно рідкісних зірок “кайджу”: далеких зірок-монстрів з аномально величезною видимою яскравістю, як стверджує команда на чолі з астрофізиком Хосе Дієго з Іспанської національної дослідницької ради в Іспанії.

Відкриття було детально описано в препринті статті, опублікованій на arXiv.

У цій категорії було виявлено ще одну зірку, яка значно яскравіша за Мотру. Її ім’я – Годзілла, її також відкрили Дієго та його колеги, і вона визнана найяскравішою з відомих зірок на небі.

Незважаючи на свої відмінності, ці дві зірки мають деякі інтригуючі подібності, які дозволяють припустити, що масивні згустки темної матерії ховаються в просторі між нами і ними.

Дієго та його команда кажуть, що це може бути зонд, який встановлює обмеження для темної матерії, що, в свою чергу, може допомогти нам звузити уявлення про те, чим насправді є темна матерія.

Нову рідкісну зірку "Кайджу" відкрито за допомогою лінзи з темної матерії

Зображення JWST дуги, що містить Мотру. (Дієго та ін., arXiv, 2023)

Мотра – більш офіційно відома як EMO J041608.8-240358 – була виявлена під час спостережень за далекою галактикою, зібраних космічним телескопом Джеймса Вебба. Навіть такому потужному телескопу, як JWST, зазвичай важко виокремити окремі зорі в таких величезних прогалинах простору і часу; але ця область простору була сильно збільшена гравітаційною лінзою.

Читайте також:  За допомогою лазерів можна полегшити прогнозування виверження вулканів

Це відбувається через викривлення простору-часу навколо масивного об’єкта в космосі, такого як галактика або скупчення галактик. Будь-яке світло, що подорожує крізь цей викривлений простір-час, може спотворюватися, дублюватися і збільшуватися. Ця особливість космосу, передбачена теорією загальної відносності Ейнштейна, дозволяє нам бачити більш віддалені об’єкти набагато детальніше, ніж зазвичай дозволяє їхня відстань.

І Ґодзілла, і Мотра знаходяться в ділянках простору, викривлених скупченнями галактик між нами і ними. Це забезпечує деяке збільшення, завдяки чому зорі здаються яскравішими. А вони і так були яскравими об’єктами.

Мотра, позначена як “LS1” в лінзованій дузі світла на кольоровому зображенні з комбінованих даних Габбла і JWST. (Дієго та ін., arXiv, 2023)
Дослідники переглянули архівні дані космічного телескопа “Габбл” і знайшли два спостереження, які зафіксували цю зірку, зроблені з різницею в шість місяців у 2014 році.

Читайте також:  Японський "Фобос-Грунт" зіткнувся з ризиком затримки старту на два роки

Поєднавши ці дані з даними JWST, команда змогла визначити властивості зірки. Згідно з розрахунками Дієго та його колег, Мотра, ймовірно, є бінарною, що складається з двох надгігантських зірок, однієї червоної та однієї синьої.

Червона зоря холодніша і тьмяніша, її температура становить близько 5 000 Кельвінів, а світність – 50 000 Сонць. Синя зоря має набагато гарячішу температуру 14 000 Кельвінів і світність близько 125 000 Сонць.

Але найцікавіше – це збільшення. Скупчення галактик саме по собі не може пояснити збільшення Мотри, яке, за оцінками команди, становить щонайменше 4,000 разів. Існує щось ближче до зірки, що дає їй додаткове збільшення.

Нову рідкісну зірку "Кайджу" відкрито за допомогою лінзи з темної матерії

Зображення дуги, в якій знаходиться Мотра, зроблені “Габблом”. (Дієго та ін., arXiv, 2023)

Зробивши ще кілька підрахунків, команда виявила, що чим би це не було, воно має розмір карликової галактики або зоряного скупчення – від 10 000 до 2,5 мільйонів разів більшу масу за Сонце. Але ми не можемо його побачити; воно просто не з’являється ні в спостереженнях JWST, ні в спостереженнях Хаббла.

Це наводить на думку команди на думку, що об’єкт може бути карликовою галактикою, яка майже повністю складається з темної матерії. Такий об’єкт не є безпрецедентним. Темна матерія – це невидимий клей Всесвіту, і більшість галактик мають більше темної матерії, ніж звичайної. І вчені виявили об’єкти, які, схоже, здебільшого складаються з цієї таємничої речовини.

Читайте також:  Після місії NASA виникла несподівана лавина космічних валунів

Потенційне виявлення згустків темної матерії Годзілли і Мотри, однак, вказує на те, що вони можуть бути відносно поширеними у Всесвіті. І лінзування може бути тим засобом, який ми використовуємо, щоб знайти їх. Це, в свою чергу, може допомогти накласти обмеження на темну матерію.

“Існування цього мільярда повністю відповідає очікуванням стандартної моделі холодної темної матерії, – пишуть Дієго та його команда. “З іншого боку, існування такої маленької субструктури в кластерному середовищі має наслідки для інших моделей темної матерії”.

Наприклад, це виключає існування теплої темної матерії та аксіонної темної матерії – двох інших теорій – за межами певного діапазону мас. Майбутні відкриття зірок кайджу можуть допомогти ще більше звузити цей діапазон.

+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0
+1
0