'Παγωμένα' αστέρια θα μπορούσε να ρίξουν φως στη σκοτεινή ύλη

Πηγή: NewScientist, 24 Ιουνίου 2008

Τα πρώτα άστρα στο σύμπαν ζούσαν γρήγορα και πέθαιναν νεαρά, καίγοντας τα καύσιμα τους σε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια μόνο. Όμως νέες έρευνες δείχνουν ότι κάποια από αυτά μπορεί ακόμα να ζουν γύρω μας ως αποτέλεσμα των αλληλεπιδράσεων με τη σκοτεινή ύλη, η οποία σταμάτησε την ανάπτυξή τους και εμπόδισε έτσι τον γρήγορο θάνατο τους.

"Αυτά τα αστέρια μπορούν να παγώσουν την δραστηριότητα τους για χρόνους μεγαλύτερους από την ηλικία του σύμπαντος", λέει ο Gianfranco Bertone του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Παρισιού.

Η σκοτεινή ύλη μπορεί να παρεμπόδισε την ανάπτυξη των άστρων στο νεαρό Σύμπαν. Δεν καίνε τα πυρηνικά τους καύσιμα στον πυρήνα τους, όπως κάνουν τα κανονικά αστέρια, γι αυτό θα εμφανίζονται όλο και πιο ψυχρά από ό,τι τα κανονικά ομόλογα τους άστρα.

Τέτοια παγωμένα άστρα μπορεί ακόμα να μένουν ζωντανά στο κέντρο του Γαλαξία μας, λένε οι επιστήμονες, και έτσι αυτά θα μπορούσαν να μας προσφέρουν σημαντικές γνώσεις για την φύση της φευγαλέας σκοτεινής ύλης.

Πολλά από τα πρώτα άστρα που γεννήθηκαν, και που ανήκουν στον πληθυσμό ΙΙΙ, θεωρούνται ότι έχουν σχηματιστεί μέσα σε πυκνά νέφη σκοτεινής ύλης. Αν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης αποτελούνται από βαρύτερες εκδόσεις των ήδη γνωστών σωματιδίων, μία ιδέα που είναι γνωστή ως υπερσυμμετρία, όπως πιστεύουν πολλοί επιστήμονες, θα μπορούσαν να χάσουν την ενέργεια τους μέσω των αλληλεπιδράσεων τους με την κανονική ύλη και να βυθιστούν στα κέντρα των αστέρων.

Έτσι παγιδευμένα τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης θα συγκρούονται και θα εξαϋλώνονται μέσα σε έναν πίδακα στοιχειωδών σωματιδίων και ενέργειας.

Ένα αστέρι που θα αιχμαλώτισε αρκετά σωματίδια σκοτεινής ύλης θα εξακολουθεί να εκπέμπει ακτινοβολία, αλλά οι 'φλόγες' του δεν θα τροφοδοτούνται πλέον από τις πυρηνικές αντιδράσεις. Κι αυτό έχει ως αποτέλεσμα, να βρεθούνε σε μια κατάσταση που να εμποδίζει την ανάπτυξη τους.

Προηγούμενα μοντέλα για τα άστρα του πληθυσμού ΙΙΙ έδειξαν ότι θα μπορούσαν να παραμείνουν σε αυτή την κατεψυγμένη κατάσταση για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια, προτού εξαντλήσουν αρκετή σκοτεινή ύλη για να ξαναρχίσουν την κανονική αστρική εξέλιξη.

Ωστόσο, μια νέα έρευνα από τον Bertone και την ομάδα του δείχνει ότι αν τα πρώτα αστέρια γεννήθηκαν μέσα σε εξαιρετικά πυκνές περιοχές από σκοτεινή ύλη - όπως αυτές που είναι κοντά στα κέντρα των γαλαξιών, τότε θα μπορούσαν να παραμείνουν επ 'αόριστον ως κατεψυγμένα άστρα.

"Θα μπορούσαν να υπάρχουν συνθήκες στις αρχές του σύμπαντος όπου τα αστέρια να σχηματίζονταν σε ταμιευτήρες πλούσιες σε σκοτεινή ύλη κι αυτά να να διαρκούν μέχρι τις μέρες μας," τονίζει ο Bertone.

Και η ομάδα λέει ότι αυτά τα αστέρια θα μπορούσαν να ανιχνευθούν. "Ένα 'παγωμένο' αστέρι φαίνεται πολύ μεγαλύτερο και πιο κρύο από ένα συνηθισμένο αστέρι με την ίδια μάζα και την ίδια χημική σύνθεση," λέει ο Marco Taoso.

Πράγματι, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να έχουν συναντήσει τέτοια άστρα χωρίς να το γνωρίζουν, σχολιάζει ο Igor Moskalenko του Πανεπιστημίου Stanford.

Η ανακάλυψη πρωτόγονων άστρων από σκοτεινή ύλη θα προσφέρει καλές αποδείξεις για την υπερσυμμετρία, σχολιάζει ο Moskalenko: "Αν βρούμε σκοτεινή ύλη σε τέτοια άστρα, αυτό θα σήμαινε ότι η σκοτεινή ύλη αποτελείται πράγματι από υπερσυμμετρικά σωματίδια, ή "υπερ-εταίροι" όπως λέγονται.

Άλλα είδη άστρων μπορούνε επίσης να μετασχηματιστούν από την σκοτεινή ύλη. Σήμερα τα άστρα που γεννήθηκαν σε περιοχές με υψηλή πυκνότητα σκοτεινής ύλης θα μπορούσαν επίσης να επηρεαστούν, λένε οι επιστήμονες.

Η σκοτεινή ύλη θα μπορούσε μάλιστα να έχει την δύναμη να νεκραναστήσει νεκρά αστέρια. Οι λευκοί νάνοι, τα πτώματα των άστρων σαν τον Ήλιο μας, είναι εξαιρετικά πυκνά και θα μπορούσαν να γίνουν εξαιρετικοί απορροφητήρες σκοτεινής ύλης.

Αν ένας περιπλανώμενος λευκός νάνος ήταν να κινηθεί σε μια περιοχή με άφθονη σκοτεινή ύλη, τότε θα μπορούσε να μετατραπεί σε έναν καυστήρα σκοτεινής ύλης, υποστηρίζει ο Moskalenko. "Θα μπορούσαν να λάμπουν σαν 30 ήλιους μαζί.