Астрономы обнаружили двойную звёздную систему с аномалией — её может создавать звезда из тёмной материи

Данные европейского астрометрического спутника «Гайя» (Gaia) выявили аномалию, способную перевернуть представления о природе тёмной материи. В поле зрения телескопа попала звёздная система, где солнцеподобная звезда обращается вокруг невидимого компаньона, чья масса в 11 раз превышает массу самой звезды. Ключевая проблема для астрофизиков — невозможность объяснить это явление в рамках стандартных моделей эволюции двойных систем. Объект находится настолько близко к своей паре, что классическая чёрная дыра там образоваться не могла, что заставляет учёных всерьёз рассматривать гипотезу о существовании так называемой бозонной звезды — сгустка тёмной материи.

Орбита, невозможная для чёрной дыры

Пара вращается вокруг общего центра масс на дистанции всего 1,4 астрономической единицы. Для сравнения, это расстояние от Солнца до орбиты Марса. Период обращения составляет 188 дней. При столь тесном соседстве любое катастрофическое событие, вроде взрыва сверхновой, должно было бы неминуемо уничтожить или выбросить соседнюю звезду. Чтобы этого не произошло, взрыв должен был бы обладать филигранной точностью, что практически невозможно в рамках известных сценариев формирования двойных систем.

Природа невидимого компаньона

Гипотеза о чёрной дыре сталкивается с серьёзным противоречием: чёрные дыры звёздной массы образуются после гравитационного коллапса массивных светил. Такой коллапс неизбежно сопровождается выбросом ударной волны, которая на дистанции в 1,4 а.е. просто разорвала бы близлежащую звезду. Альтернативное объяснение, которое предлагают авторы исследования, выглядит гораздо элегантнее: невидимый объект является бозонной звездой.

Тёмная материя в форме звезды

В отличие от чёрных дыр, бозонные звёзды не требуют взрывного рождения. Теоретические модели допускают, что частицы тёмной материи (гипотетические бозоны) способны под действием собственной гравитации собираться в компактные сгустки, достигающие звёздных масс. Такие объекты не излучают в электромагнитном спектре, что объясняет их полную невидимость для телескопов. Единственный способ их обнаружить — гравитационное воздействие на видимые звёзды, что и зафиксировал спутник «Гайя».

Учёные подчёркивают, что пока не настаивают на однозначной трактовке. Однако они призывают коллег к прицельному наблюдению за данной системой. Если гипотеза подтвердится, человечество впервые получит прямой инструмент для изучения тёмной материи, не прибегая к косвенным методам вроде гравитационного линзирования.

В течение последних лет астрометрический спутник «Гайя» неоднократно фиксировал аномалии в движении звёзд, которые не удавалось объяснить влиянием известных планет или чёрных дыр. Подобные отклонения традиционно списывали на погрешность измерений, однако данное открытие может стать первым экспериментальным доказательством существования экзотических компактных объектов из тёмной материи.

Если существование бозонных звёзд будет подтверждено, это не только решит одну из главных загадок астрофизики, но и откроет путь к пониманию распределения тёмной материи во Вселенной. В отличие от диффузных гало, такие звёзды представляют собой сверхплотные сгустки, что радикально меняет модели формирования галактик и эволюции крупномасштабной структуры космоса. Кроме того, это может дать толчок к поиску других подобных систем, скрывающихся в данных телескопов.