Космосът вероятно е пълен със странни прозрачни звезди, създадени изцяло от бозон
През 2019-та астрономите реализираха същинско знамение – светът за първи път видя действителна фотография на сянката на черна дупка. Това бе кулминационната точка от голям брой години старателен труд – едно превъзходно достижение, което ще остане вечно в историята.
Подобно на всеки един популярен пробив, и този отвори вратата към един куп нови въпроси. За екипа, управителен от астрофизика Хектор Оливарез от университета Радбод в Нидерландия и университета „ Гьоте “ в Германия, той бе „ Откъде знаем, че M87* е черна дупка? “.
„ Въпреки че изображението е консистентно с упованията ни, които имаме за това по какъв начин би трябвало да наподобява една черна дупка, е значимо да сме сигурни, че това, което виждаме, в действителност е такова, за каквото го мислим “, споделя Оливарез пред Science Alert.
“Подобно на черните дупки, бозонните звезди са предсказани от Общата доктрина на относителността и могат да набъбнат до милиони слънчеви маси и да доближат доста висока гъстота. Фактът, че споделят тези характерности с черните дупки, кара някои създатели да допускат, че някои от супермасивните компактни обекти, ситуирани в центъра на галактиките, в действителност са бозонни звезди. “
Ето за какво в нов теоретичен труд Оливарез и неговият екип пресмятат метода, по който една бозонна звезда би изглеждала на нашите телескопи и по какъв начин би се различавала от директната фотография на акреционна черна дупка.
Бозонните звезди са едни от най-странните теоретични обекти изобщо. Те изобщо не наподобяват на елементарните звезди – единствената им обща характерност е, че и двете съставляват материя със сферична форма. Ако обаче звездите са основани напълно от частици, наречени фермиони – протони, неутрони, електрони, от нещата, които образуват по-съществените елементи от нашата Вселена, то бозонните звезди са направени напълно от бозони. Тези частици, включващи фотони, глуони и прословутият Хигс бозон, не се подчиняват на същите физични закони като фермионите.
Фермионите са подчинени на правилото на изключване на Паули, което значи, че не може да имате две идентични частици, заемащи едно и също място. При бозоните обаче суперимпозицията е допустима – когато две частици се съберат на едно място, те стартират да работят като една огромна парченце. Знаем това, тъй като към този момент е правено в лабораторни условия – крайният резултат е така наречен кондензация на Бозе-Айнщайн.
В случая с бозонните звезди, частиците могат да бъдат скупчени на едно място, което може да бъде разказано с разнообразни стойности – или точки по канара. При верния тип бозони и при вярната класификация, всичко може да бъде релативно устойчиво.
Всичко това, несъмнено, е на доктрина. Все още не сме разкрили бозони с маса, нужна за образуването на сходна конструкция, камо ли такава с маса на супермасивна черна дупка.
Ако успеем да идентифицираме бозонна звезда, на процедура ще сме намерили и тази „ неуловима “ парченце.
„ За да образуват конструкция, огромна колкото супермасивните черни дупки, масата на бозона би трябвало да е извънредно дребна (по-малко от 10-17 електронволта – споделя Оливарез. – Спин-0 бозони със сходна или по-малка маса се появяват в няколко космологични модели и струнни теории. Подобни хипотетични частици биха били извънредно сложни за разкриване, само че наблюдението на обект, изглеждащ като бозонна звезда, би означавало, че те съществуват. “
При бозонните звезди няма нуклеарен синтез и те не излъчват каквато и да било радиация. Просто си стоят в Космоса – на процедура невидими и съвсем като черните дупки.
За разлика от черните дупки обаче, бозонните звезди биха били транспарантни – те не разполагат с абсорбираща повърхнина, която ще спре фотоните, нито пък имат небосвод на събитията. Фотоните могат да избягат от бозонните звезди, въпреки че пътят им ще се изкриви малко или доста от гравитацията.
Някои бозонни звезди обаче биха могли да бъдат заобиколени от плазмен пръстен – съвсем като акреционния диск към черните дупки. Дори ще наподобява почти по същия метод – като сияеща поничка с мрачен район във вътрешността.
Ето за какво Оливарез и екипът му правят симулации на динамичностите на тези плазмени пръстени и ги съпоставят с това, което бихме очаквали да забележим при една черна дупка.
„ Плазмените конфигурации, които използваме, не са настроени ръчно (т.е. не употребяват някакви допустими предположения) – те са резултат от симулация на динамичностите на плазмата. Това разрешава на плазмата да еволюира с течение на времето и да образува изцяло естествени структури – изяснява Оливарез. – По този метод бихме могли да съотнесем тъмния район в фотосите на бозонната звезда (който подобен със сянка на черна дупка) към радиуса, където плазмената неустойчивост престава да оперира. Това от своя страна значи, че размерът на тъмния район не е случаен – той ще зависи от свойствата на пространство-времето на бозонната звезда – и ни разрешава да предскажем размера на други бозонни звезди, които към момента не сме симулирали. “
Учените откриват, че сянката на бозонните звезди би била доста по-малка от сянката на черна дупка със сходна маса. Ето за какво те отхвърлят изказванието, че M87* би била бозонна звезда – сянката ѝ е прекомерно огромна, с цел да бъде основана от бозонна звезда с сходна маса.
Изследването е оповестено в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
