Миналия септември бе обявено, че астрономи с европейския космически телескоп Gaia са открили подобна на слънце звезда, обикаляща около черна дупка с почти десет слънчеви маси, на 420 парсека (1370 светлинни години) от нас.

Това не звучи много интересно, защото черните дупки със звезда в близост до тях са многобройни.

Но сега двама астрономи поставят под съмнение този сценарий и предлагат алтернативно обяснение, което е много по-сензационно. 

Александър Помбо (Alexandre Pombo) и Ипократис Салтас (Ippocratis Saltas) от Института по физика на Чешката академия на науките откриват доказателствата, че тук имаме работа със звезда, която може да обикаля около бозонна звезда, звезда, състояща се от невидима тъмна материя.

Тяхното изследване, което все още не е рецензирано, е публикувано на сървъра за предпринти arXiv.

Помбо и Салтас говорят за обект, състоящ се от тъмна материя, вместо черна дупка, обект 9,62 пъти по-масивен от слънцето. Звездата се намира на 1,4 AU (1 AU = разстоянието от Земята до Слънцето) от звезда джудже от спектрален клас G с маса от 0,93 слънчеви маси, разстояние, сравнимо с това между Марс и Слънцето.

На звездата са й необходими 188 дни, за да направи едно завъртане около тъмния обект.

Извършените от Помбо и Салтас симулации на еволюцията на двойни звездни системи показват, че няма начин да се  получи резултат при гореспоменатите характеристики на маса и разстояние, който да сочи, че става въпрос за звезда, обикаляща около черна дупка.

Ето защо те дават алтернативно обяснение, че може би този тъмен орбитален спътник е нещо много по-екзотично, като струпване на частици от тъмна материя.

Тъмната материя е невидима форма на материя, която съставлява по-голямата част от масата на всяка галактика. Все още няма обяснение за нейната същност. Повечето теоретични модели предполагат, че тъмната материя е плавно разпределена във всяка галактика, но има модели, които й позволяват да се уплътнява в отделни обекти.

Един от тези модели предполага, че тъмната материя е нов вид бозон. Бозоните са частиците, които пренасят фундаменталните сили на природата. Например фотонът е бозон, който е носител на електромагнитната сила. Въпреки че бозоните в Стандартния модел на физиката на елементарните частици са ограничен набор - фотони, W и Z частици, глуони и Хигс бозони - но по принцип нищо не пречи на Вселената да има много повече видове, включително от тъмна материя. И най-важното е, че те ще имат способността да образуват големи клъстери.

Някои от тези струпвания могат да бъдат с размерите на цели звездни системи, но някои могат да бъдат много по-малки. Най-малките клъстери от бозонова тъмна материя може да са малки като звезди и тези хипотетични обекти получават ново име: бозонни звезди. В случая това би била звезда от бозони със спин 0 или 1.

Бозонните звезди щяха да са напълно невидими. Тъй като тъмната материя не взаимодейства с други частици или със светлина, бихме могли да ги открием само чрез гравитационното влияние върху заобикалящата ги среда - както ако обикновена звезда обикаля около бозонна звезда.

Изследователите посочват, че един прост модел на бозонна тъмна материя може да произведе достатъчно бозонни звезди, за да направи този резултат в данните от Gaia правдоподобен, и че замяната на предполагаема черна дупка с бозонна звезда може да обясни всички данни от наблюденията.

Въпреки че е малко вероятно това всъщност да е откритието на бозонна звезда, авторите все пак настояват за последващи наблюдения. Най-важното е, че тази уникална система ни дава рядка възможност да се изследва поведението на силната гравитация, което позволява да се изследва Общата теория на относителността на Айнщайн. Второ, ако е бозонна звезда, тази система е перфектната възможност за експериментална проверка. Можем да си поиграем с нашите модели на бозонни звезди и да видим колко добре могат да обяснят орбиталната динамика на тази система и да използваме тази информация, за да надникнем в тъмните ъгли на Вселената.

A Sun-like star orbiting a boson star, Alexandre M. Pombo, Ippocratis D. Saltas, https://arxiv.org/abs/2304.09140 

Strange star system may hold first evidence of an ultra-rare 'dark matter star', Space.com .