Savanţii ruşi au venit cu o explicaţie care poate rezolva misterul materiei întunecate şi a pulsaţiilor radio ''extraterestre''

Cercetătorii au elaborat un model matematic prin care descriu mişcarea particulelor de materie întunecată în interiorul celor mai mici halouri din galaxii. Au observat că odată cu timpul, materia întunecată poate forma picături sferice de condensat cuantic. În trecut, acest lucru s-a considerat imposibil, deoarece fluctuaţiile câmpului de gravitaţie produs de particulele materiei întunecate au fost ignorate. Mai mult, aceste picături pot reprezenta sursele pulsaţiilor radio misterioase (fast-radio bursts).

Studiul a fost publicat recent în Physical Review Letters.

Materia întunecată este o formă ipotetică de materie care nu emite radiaţie electromagnetică. Proprietatea aceasta o face să rămână „în umbră”, în dificultatea de a i se dovedi existenţa, scrie Phys.

Viteza particulelor materiei întunecate este scăzută, de aceea sunt reţinute de galaxii. Interacţionează între ele şi cu materia normală atât de slab, că doar câmpul lor de gravitaţie poate fi simţit, altfel, materia întunecată nu se manifestă în niciun mod. Fiecare galaxie este înconjurată de un halo de materie întunecată la o dimensiune şi masă mai mari.

Cercetătorii au observat că particulele de materie întunecată, dacă sunt bosoni cu masă suficient de mică, pot forma un condensat Bose-Einstein în halourile galaxiilor mici sau chiar în alte structuri mai mici datorită interacţiunilor gravitaţionale. 

Condensatul Bose-Einstein este o stare a particulelor cuantice care se găseşte la cel mai scăzut nivel de energie. Acesta poate fi produs în laborator la temperaturi joase ale atomilor obişnuiţi. Această stare a materiei are proprietăţi unice, precum superfluiditatea, abilitatea de a trece prin mici crăpături fără intervenţia forţei de frecare. Materia întunecată uşoară din galaxie are viteze scăzute şi concentraţie ridicată. În aceste condiţii ar putea forma un condensat Bose-Einstein, dar pentru ca acest lucru să se întâmple, particulele de materie întunecată trebuie să interacţioneze între ele; dar din câte se ştie, acestea interacţionează doar gravitaţional.

„În lucrarea noastră, am simulat mişcarea gazului cuantic de particule uşoare care interacţionează gravitaţional. Sub anumite condiţii, particulele au putut forma un condensat care s-a format spontan într-o picătură sferică, o stea Bose, sub efectul gravitaţiei”, a precizat Dmitry Levkov, de la Academia Rusă de Ştiinţe, unul dintre autorii studiului.

Autorii studiului au precizat că un condensat Bose-Einstein s-ar putea forma în centrul halourilor galaxiilor pitice într-un timp mai scurt decât viaţa Universului, ceea ce înseamnă că stelele Bose pot exista în prezent. De asemenea, savanţii precizează că stelele Bose pot reprezenta sursa pulsaţiilor radio extraterestre, care în prezent nu au nicio explicaţie cantitativă. Particulele materiei întunecate numite axioni interacţionează foarte slab cu câmpul electromagnetic şi se pot descompune în radiofotoni. Efectul este foarte mic, dar în interiorul unei stele Bose, poate fi amplificat, putând duce la impulsuri radio puternice.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Ce s-ar întâmpla dacă ai deveni materie întunecată?

O nouă abordare poate face ca materia întunecată ''să iasă la lumină''

Cercetătorii au descoperit locurile în care se ascunde materia întunecată din univers

Fizicienii au realizat cea mai precisă măsurătoare a uneia dintre forţele fundamentale ale naturii, iar rezultatele nu sunt aşa cum sperau