Parányi sötét anyag-csillagok rejtőzhetnek az univerzumban

A világegyetem anyagának 80 százalékát az úgynevezett sötét anyag teszi ki, amit jelenleg nem tudunk közvetlenül észlelni és alkotóelemei is ismeretlenek.

Egy elmélet szerint a sötét anyag axionokból állhat, ezek a részecskék a hagyományos anyagot alkotó protonokkal, neutronokkal és elektronokkal ellentétben képesek ugyanannak a kvantum energiaállapotnak a felvételére. Emellett gravitációsan is vonzzák egymást, ezért egy hatalmas objektumot alkotva összeállhatnak. Különlegessége, hogy akárcsak a Star Trek Borg nemzetsége egyetlen hatalmas egységként létezhetnek, melynek minden részecskéje egy azon időben egy azon állapotban van.

Ez a két tulajdonság együtt azt jelenti, hogy a keletkező objektumok Bose-Einstein kondenzátumként (BEK) létezhetnek, egy olyan anyagállapotként, melynek minden részecskéje ugyanazt a kvantumállapotot foglalja el, legalábbis erről tanúskodnak Chanda Prescod-Weinstein, az MIT tudósának és munkatársainak számításai. "Egyetlen szuperatomként viselkednek" - mondta, hozzátéve, hogy ezek az objektumok hajlamosak a töredezésre. "Az axionok halmaza nem 'akar' egyetlen hatalmas BEK-ben megállapodni"

Ehelyett inkább kisebb halmazokra töredezik szét, amit a kutatócsoport Bose-csillagoknak nevezett el, melyek a világegyetem mindössze 47.000 éves korában keletkezhettek, viszont mind a mai napig létezhetnek, állatja Prescod-Weinstein. Ezek a csillagok teljesen sötétek és csillaghoz mérten kicsik lehetnek, méretüket tekintve a Ceres aszteroidával vetekedhetnek, sűrűségük azonban a törpebolygó hússzorosát is elérheti.

A sötét anyag tanulmányozása azért is bonyolult, mert nem lép kölcsönhatásba a hagyományos anyaggal, az axion sötét anyag azonban elméletileg észlelhető lehet a Bose-csillagok formájában, amennyiben egy-egy pulzár körül keringenek. Megfelelő körülmények között a pulzár és az axionok közötti kölcsönhatás észlelhető sugárzást eredményez, magyarázta Prescod-Weinstein.

A Bose-csillag a Seattle-i Washington Egyetem hatalmas szupravezető mágnesekkel axionok után kutató Axion Sötét Anyag Kísérletének (ADME) űrbeli, természetben előforduló megfelelője lenne. "Biztos vagyok benne, hogy az elméleti tudósok szkeptikusan viszonyulnak mindehhez" - mondta Prescod-Weinstein. "Az én optimizmusom abból fakad, hogy szerintem a világegyetem furcsább annál, mint amilyennek gondoljuk"

"Kiváló kutatás, és egyetértek a konklúzióikkal" - kommentálta a tanulmányt Rohana Wijewardhana, az Ohio állambeli Cincinatti Egyetem munkatársa, aki csapatával hasonló számításokat végzett. Véleménye szerint, amennyiben egy Bose-csillag nekicsapódna a Földnek, akkor képesek lennénk megfigyelni a hatásait. Itt nem kell semmiféle kataklizmára gondolni, egy Bose-csillag csak nagyon gyenge kölcsönhatást fejtene ki az anyagra, ezért csak kisebb gravitációs hatásokkal szembesülnénk még akkor is, ha egy ilyen objektum nem pusztán érintené, de át is haladna a bolygónkon.