Lý thuyết hoang dã cho rằng vật chất tối có thể khiến các ngôi sao bất tử

Theo một nhóm các nhà thiên văn học gần đây đã nghiên cứu các nguồn sáng ở xa, các ngôi sao ở rất gần trung tâm thiên hà của chúng ta có thể được cung cấp năng lượng vĩnh viễn bởi vật chất tối.

Nhóm sao, được gọi là sao cụm S, chỉ cách trung tâm Dải Ngân hà ba năm ánh sáng (để tham khảo, chúng ta cách trung tâm thiên hà của chúng ta khoảng 26.000 năm ánh sáng, nơi có một lỗ đen siêu lớn ở cốt lõi của nó). Các ngôi sao này trẻ một cách đáng ngạc nhiên đối với khu vực lân cận thiên hà của chúng, nhưng chúng trông không giống những ngôi sao chỉ di cư đến phần này của Dải Ngân hà sau khi hình thành ở một địa điểm khác. Khu vực này cũng chứa một số ngôi sao nặng đáng kinh ngạc và ít ngôi sao già hơn dự kiến.

Theo báo cáo của Space.com , nhóm nghiên cứu thừa nhận rằng những ngôi sao kỳ lạ này có thể đang tích tụ vật chất tối, sau đó chúng sử dụng làm nhiên liệu để tiếp tục cháy. Do các mô hình ước tính có rất nhiều vật chất tối gần lõi thiên hà nên các ngôi sao “trẻ mãi”, như tác giả chính của nghiên cứu Isabelle John, nhà vật lý thiên văn tại Viện Vật lý thiên văn và Vũ trụ hạt Kavli nói với Space.com. Thực tế, các ngôi sao còn một chặng đường dài phía trước trước khi chúng bắt đầu cạn kiệt nhiên liệu. Bài viết của nhóm hiện được lưu trữ trên máy chủ in trước arXiv, nghĩa là nó chưa trải qua quá trình bình duyệt.

Vật chất tối dường như chiếm 27% vũ trụ , nhưng cho đến nay nó vẫn chưa được phát hiện trực tiếp. Nói cách khác, các nhà thiên văn học không thể nhìn thấy nó trong bất kỳ dải ánh sáng nào bằng các thiết bị hiện có. Thay vào đó, vật chất tối được nhìn thấy thông qua tác động của nó lên các vật thể nhìn thấy được, từ những ngôi sao ở xa đến những cụm sao khổng lồ. Mặc dù vật chất tối là vô hình đối với chúng ta nhưng tác dụng hấp dẫn của nó là rõ ràng. Ban giám khảo chưa biết liệu có một thủ phạm gây ra vật chất tối hay không - ví dụ như một hạt lý thuyết như trục - hoặc liệu có nhiều thứ chưa biết mà chúng ta đã đặt cho thuật ngữ chung là vật chất tối hay không.

Bài báo mới được giới thiệu hầu như không phải là bài báo đầu tiên khám phá vật chất tối có thể tương tác với các ngôi sao như thế nào. Mới đầu năm nay, một nhóm nghiên cứu khác đã đề xuất rằng các sao neutron – tàn dư sao cực kỳ đậm đặc – thực sự có thể là nguồn của vật chất tối . Tháng 7 năm ngoái, một nhóm khác cho rằng Kính thiên văn Webb đã phát hiện ra các ngôi sao được cung cấp năng lượng bởi vật chất tối .

Các nhà nghiên cứu viết: “Các mô hình hình thành sao cho thấy rằng các ngôi sao không thể hình thành trong phạm vi [0,326 năm ánh sáng] tính từ lỗ đen trung tâm, nơi tìm thấy các sao thuộc cụm S”. “Đúng hơn, các ngôi sao chắc chắn đã hình thành ở nơi khác và di chuyển về phía Trung tâm Thiên hà. Ngược lại, các quan sát cho thấy các ngôi sao trong khu vực này còn trẻ [nhỏ hơn hoặc xấp xỉ 15 triệu năm tuổi], điều này cho thấy các ngôi sao có thể đã hình thành cục bộ hơn.”

Trong thư của mình, nhóm nghiên cứu cũng giới thiệu một phiên bản sao vật chất tối của biểu đồ Hertzsprung-Russell , một biểu đồ thể hiện độ sáng và nhiệt độ hiệu dụng của các sao. Các ngôi sao trong phiên bản tối của sơ đồ có nhiệt độ thấp hơn các ngôi sao trên sơ đồ đã thiết lập, nhưng vẫn có độ sáng tương tự chúng. Nhóm nghiên cứu viết: “Mật độ vật chất tối trong những ngôi sao này liên tục được bổ sung, mang lại cho những ngôi sao này sự bất tử và giải quyết nhiều dị thường của sao”.

Bằng cách vạch ra cách thức các ngôi sao có khả năng cung cấp nhiên liệu tối này phát triển và già đi, nhóm nghiên cứu có thể mô tả rõ hơn cách vật chất tối biểu hiện trong vũ trụ và tương tác với vật chất thông thường. Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng các kính thiên văn loại 30 mét sẽ có thể đo lường tốt hơn các ngôi sao ở gần Trung tâm Thiên hà, làm rõ liệu vật chất tối có tác động gì đến các ngôi sao trong khu vực đó hay không.

Xem thêm : Những vụ va chạm bạo lực này có thể tạo ra vật chất tối