U beskrajnoj tišini među zvijezdama, neka hladna svemirska tijela mogla bi skrivati jedan od najvećih misterija fizike. Nova astrofizička studija sugerira da bi smeđi patuljci, neuspjele zvijezde premale mase da bi pokrenule nuklearnu fuziju, mogli crpiti energiju iz skrivenog izvora - uništenja tamne materije. Ta neobična, hipotetska tijela znanstvenici nazivaju takozvanim "tamnim patuljcima".
Skrivena peć u srcu smeđih patuljaka
Astrofizičari sa Sveučilišta Hawai‘i, Sveučilišta Pennsylvania i Sveučilišta California u Santa Cruzu, predlažu u istraživanju koje se trenutno nalazi na repozitoriju arXiv i koje je prihvaćeno za objavu u časopisu Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, da se tamna tvar može akumulirati u gustim jezgrama smeđih patuljaka, osobito u regijama svemira s visokom koncentracijom tamne materije. Ako je tamna tvar sastavljena od slabo međudjelujućih masivnih čestica (WIMPs), one bi se mogle međusobno uništavati i pritom oslobađati energiju.
Ta tijela skupljaju tamnu tvar koja im pomaže da postanu tamni patuljak.Što više tamne tvari imate u okolini, to više možete uhvatiti. I što više tamne tvari završi unutar zvijezde, više će se energije proizvesti njezinim uništenjem, objašnjava Jeremy Sakstein, glavni autor studije i astrofizičar sa Sveučilišta Hawai‘i.
Za razliku od zvijezda, smeđi patuljci ne prolaze kroz nuklearnu fuziju, ali ako bi ih pokretala anihilacija tamne materije, mogli bi zračiti više svjetlosti i izgledati veće nego što se očekuje, čak i sjajnije od crvenih patuljaka slične mase.
Litij-7, ključ u potrazi za tamnim patuljcima
Kako bi se tamni patuljak razlikovao od obične zvijezde, znanstvenici predlažu traženje izotopa litija-7. Taj se izotop zadržava u hladnijim smeđim patuljcima, ali brzo sagorijeva u toplijim zvijezdama. Ako se pronađe svijetli, povećani objekt koji još uvijek sadrži litij-7, to bi mogao biti kandidat za tamnog patuljka.
Hipoteza američkih znanstvenika ovisi o tome da je tamna materija doista sastavljena od WIMPs čestica, koje su istovremeno i vlastite antičestice te se međusobno uništavaju pri kontaktu. Ako je tamna tvar, umjesto toga, u obliku aksiona ili tamnih fotona, proces ne bi ostavio nikakav vanjski trag.
Zbog stalnog stvaranja energije, studija tvrdi da bi tamni patuljci mogli postojati vječno, odnosno da bi bili bi efektivno neuništivi. Autori istraživanja potragu za tim objektima u središtu naše galaksije, gdje je gustoća tamne materije najviša.
