Согласно общепринятым моделям, звезды не могут формироваться в пределах 0,3 светового года (0,1 парсека) от сверхмассивной черной дыры Млечного Пути, где летают так называемые S-звезды. Следовательно, они мигрировали в эту область после рождения. Однако они младше 15 миллионов лет, а их черты схожи со взрослыми звездами, которых в центре Галактики очень мало. В это же время среди S-звезд массивных много.
Ученые из Стокгольмского и Стэнфордского университетов объяснили молодость массивных звезд в центре Млечного пути. Так, согласно предположению астрономов, эти космические объекты подпитываются темной материей. Работа опубликована на сервере препринтов arXiv.
В новом исследовании ученые смоделировали эволюцию двух популяций звезд массой от одной до 10 солнечных масс, которые развиваются без участия и с участием темной материи. Ее воздействие учитывалось уже после образования космического объекта, когда он оказывался в гипотетическом облаке темной материи в окрестностях центра Галактики.
В первом случае превращение темной материи в энергию заменяло лишь часть нуклеосинтеза — совокупности процессов, при которых создаются новые атомные ядра. Водород в этих группах перерабатывается медленнее, развитие замедляется. Продолжительность жизни этих объектов может быть в десятки и сотни раз больше, чем у «обычных» звезд.
Звезды второй группы из-за обилия темной материи «застревает» в эволюционном треке Хеньи. По мере продвижения по нему объекты сжимаются, «разжигают» в себе нуклеосинтез и выходят на главную последовательность. Теоретически, такие звезды должны жить очень долго, но исследователи смоделировали только десять миллиардов лет.
Третья группа как бы застревает в эволюционном треке Хаяси — в нем звезды большей частью или полностью находятся в конвективном равновесии. Обычно космические объекты выходят с него на трек Хеньи или становятся коричневыми карликами. Далее превращение темной материи в энергию полностью заменяет процесс нуклеосинтеза, и светила выходят на трек Хеньи без «горения водорода». Они выглядят молодыми, но имеют черты старых звезд, «переживших» нуклеосинтез. Они бессмертны.
Согласно четвертому сценарию, темная материя «разворачивает» эволюцию. Возможно, она даже превращает светила в облака газа. В окрестностях центра Млечного Пути есть подобные тела — так называемые G-объекты, похожие на плотные ядра, окруженные облаком газа.
Гипотеза, выдвинутая исследователями, хорошо описывает особенности космических тел вблизи центра Галактики. Подтвердить эти предположения можно с помощью более детальных наблюдений за объектами вблизи галактического центра. Возможно, многие описанные звезды просто отсеиваются в ходе наблюдений.
Ранее ученые рассказали, что Вселенная может иметь форму пончика.
Анна Морозова
