14 потенційних об'єктів, що складаються з антиматерії
Мало хто з астрономів XIX століття, які мали силу розгледіти в телескоп небесні тіла на мерехтливому небосводі, міг припустити космічні чудеса, які чекали свого відкриття в наступному столітті.
Настільки щільні зірки, що чайна ложка такої матерії буде важити, як гора. Настільки компактні об'єкти, що ніщо не може подолати їх гравітаційне тяжіння. І навіть галактики ще треба було відкрити.
Розвиток теорії та технології відкрив нам Всесвіт, і дозволив не тільки бачити невидиме, а й чути вчинок далеких темних гігантів. Складно уявити, що від нас щось ще може ховатися - проте все ж гіпотетично можуть існувати об'єкти, від яких у вас голова піде колом.
Можливо, в майбутньому астрономи виявлять і їх.
Чорні карлики
Витративши пальне, зірки, подібні нашому Сонцю, перетворяться на сфери діаметром з Землю, що складаються з дуже компактного матеріалу - кожен його кубічний сантиметр буде важити близько тонни. І хоча після цього вони ще будуть світитися, будучи розпеченими добіла, ми називаємо такі об'єкти білими карликами.
Оскільки білі карлики вже не витискають світло з термоядерних реакцій, вони поступово остигають. Через сотню мільйонів мільярдів років такий карлик, нарешті, досягне рівноваги з фоновою температурою оточення, і стане абсолютно темним.
Нашого Всесвіту немає і 14 мільярдів років, тому поки їх шукати сенсу немає. Але мине час, і наше небо стане кладовищем зоряних трупів - чорних карликів.
Ймовірність їх існування - майже напевно, треба тільки почекати.
Об'єкт Ландау - Торна - Житков
На щастя, до відходу нашого Сонця у відставку залишається ще кілька мільярдів років. І перед тим, як вимкнути свій двигун, наша зірка перестане так сильно притягувати свою атмосферу, і дозволить своїй талії розширитися, перетворившись на червоного гіганта.
Поки неясно, чи потраплять зневажені останки Землі в межі роздмуханої зірки, або ж поступова втрата Сонцем маси призведе до того, що земна орбіта буде постійно розширюватися.
Якщо планеті доведеться зустрітися з атмосферою, то омиваюча її плазма напевно загальмує її рух, після чого вона по спіралі швидко впаде всередину зірки.
Але що, якби замість нашої кам'яної планетки на орбіті знаходився об'єкт помічніший - наприклад, ще одна зірка? Могла б вона протриматися довше, нарізаючи навколо свого компаньйона-червоного гіганта кола на зразок космічної золотої рибки, що кружляє в пекельному акваріумі?
Така загальна ідея об'єкта Ландау - Торна - Житков. Його назвали на честь фізиків Льва Ландау, Кіпа Торна і Анни Житков. У 1977 році вони прорахували, що станеться при злитті червоного супергіганта і нейтронної зірки, що знаходяться в певних умовах.
За їх підрахунками виходило, що нейтронна зірка може дригатися всередині червоного гіганта років двісті, після чого зіллється з його ядром, сформувавши при цьому або більш важку нейтронну зірку, або, при наявності достатньої маси, зколапсувавши в чорну діру.
У 2014 році астрономи вирішили, що знайшли приклад такого об'єкта - зірку HV 2112. Не всі дослідники підтримують таку точку зору, і вважають існування подібних гібридів непідтвердженим.
Ймовірність існування: досить велика. Цифри сходяться, їх потрібно тільки знайти.
Бозонні зірки
Згідно Стандартної Моделі у фізиці, частинки бувають двох типів.
Команду ферміонів представляють будівельні цеглинки матерії, шматочки реальності, що не накладаються один на одного, завдяки чому утворюються атоми і ростуть молекули.
У команді бозонів присутній зоопарк частинок, що керують поведінкою фізичних взаємодій, завдяки яким ферміони тримаються один за дружку або відштовхуються один від одного, породжуючи все, від ядерного розпаду до спектру світла і всієї хімії цілком.
На відміну від ферміонів, у бозонів немає проблем з тим, щоб перебувати в одній точці простору. Там, де вже є 20 бозонів, завжди знайдеться місце ще для 20.
Теоретично є одна лазівка, через яку поведінка бозонів стане менш дружньою. Гіпотетичний бозон аксіон може мати невелику масу і відштовхуватися від інших аксіонів, які зібралися в грудку.
Досить велика кількість аксіонів разом створять збалансовану хмару, яка не буде блокувати світло і випромінювати власне. Як і з чорними дірами, знайти такі темні бозонні зірки ми зможемо тільки за їх гравітаційним впливом на оточення.
Їхнє існування могло б допомогти пояснити природу темної матерії. Могло б.
Ймовірність існування: низька. Поки переконливих свідчень існування аксіонів у нас немає.
Пухка кулька даркіно
Ми вже знаходимося на початку чергового десятиліття XXI століття, а досі поняття не маємо, що це за таке дивне явище - темна матерія.
Чи вона складається з повільно рухомих частинок? Чи взаємодіють вони самі з собою? Чи концентрується вона в чорні діри, чи більше схожа на туман?
Висловивши досить широкі припущення про її природу - припустимо, це частинки малої маси, що притягуються один до одного, за розміром набагато менше електрона - ми зможемо припустити, що досить велика кількість цієї речовини може стіктися до центру галактики і сформувати гігантську кулю.
Через їхню крихітну масу ця куля оточуватиме туманне гало з частинок темної матерії, що повільно рухаються до центру. Перед тим, як вони сколапсують в чорну діру, їх загальна маса буде порівнянною з кількома мільйонами сонць.
Дуже багато припущень, і все ж вони можуть пояснити, чому об'єкти поблизу хаотичного центру Чумацького Шляху рухаються не зовсім так, як якщо б вони оберталися навколо більш компактної маси.
Гравітаційне тяжіння цієї пухкої кулі з ферміонів, яким дали назву «даркіно», зможе стягнути до себе достатньо маси для того, щоб пояснити орбіти цих об'єктів.
Ймовірність існування: досить низька. Спочатку потрібно зрозуміти, що собою являє темна матерія.
Антизірки
Для появи такого всесвіту, як наш, потрібна реалізація вражаючої за обсягом акції «два за ціною одного». На кожну частинку, що з'являється з небуття в вируючому океані квантової піни, повинна з'явитися частинка з антиматерії з протилежним зарядом.
Однак зустрівшись, ці частинки знову зникнуть, залишивши після себе лише хмарко випромінювання.
Судячи з того, скільки матерії нас оточує, 13,8 мільярда років тому дуже багато матерії чомусь не знищилося. Або з якоїсь причини велика кількість антиматерії не з'явилася, або вона десь сховалася або зникла до того, як встигла взаємно знищитися з повної речовини Всесвіту.
Це одна із загадок, над якою посилено б'ються фізики.
Забавно, однак, що якщо десь у нічному небі висітиме зірка, що складається зі зниклої антиматерії, з боку вона виглядатиме як будь-яка інша сліпуча газова куля. Єдиним натяком на її природу будуть характерні спалахи гамма-випромінювання, що виникають коли її атоми антиводню аннігілюють з рідкісними клаптиками матерії, що врізаються в неї.
На початку цього року астрономи опублікували результати спостереження, що шукало подібні характерні спалахи. Прибравши все зайве, вчені зупинилися на списку з 14 кандидатів в антизірки.
Це не означає, що в нашому Чумацькому Шляху реально є більше десятка зірок, що складаються з антиматерії. Вони все одно можуть виявитися відомими джерелами гамма-випромінювання типу пульсарів або чорних дір. Але якщо антизірки існують, то таке гамма-мерехтіння якраз буде характерним для них.
Ймовірність існування: надзвичайно низька. Однак міг би вийти хороший епізод серіалу «Зоряний шлях».