Các nhà thiên văn học từ lâu đã nghĩ rằng một hệ thống sao đặc biệt được quan sát bởi vệ tinh Gaia của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu là một trường hợp đơn giản của một ngôi sao quay quanh một lỗ đen.
Nhưng bây giờ, hai nhà thiên văn học đang thách thức tuyên bố đó, phát hiện ra rằng bằng chứng cho thấy một điều gì đó rất xa lạ: Có thể là một loại sao chưa từng thấy trước đây được làm từ vật chất tối vô hình. Nghiên cứu của họ, vẫn chưa được đánh giá ngang hàng, đã được xuất bản vào ngày 18 tháng 4 trên máy chủ in sẵn arXiv.
Bản thân hệ thống bao gồm một ngôi sao giống như mặt trời và một thứ khác. Ngôi sao nặng hơn một chút so với mặt trời (0,93 khối lượng mặt trời) và có lượng hóa chất gần giống như mặt trời. Người bạn đồng hành bí ẩn của nó nặng hơn nhiều – khoảng 11 lần khối lượng Mặt Trời. Các vật thể quay quanh nhau ở khoảng cách 1,4 đơn vị thiên văn, bằng khoảng cách sao Hỏa quay quanh mặt trời, tạo thành một quỹ đạo hoàn chỉnh sau mỗi 188 ngày.
Có liên quan: Vật chất tối là gì?
Người bạn đồng hành đen tối đó có thể là gì? Một khả năng là nó là một lỗ đen. Mặc dù điều đó sẽ dễ dàng phù hợp với dự luật về các quan sát quỹ đạo, nhưng giả thuyết đó có những thách thức. Các lỗ đen hình thành từ cái chết của những ngôi sao rất lớn và để tình huống này xảy ra, một ngôi sao giống như mặt trời sẽ phải hình thành đồng hành với một trong những quái vật đó. Mặc dù không hoàn toàn là không thể xảy ra, nhưng kịch bản đó đòi hỏi một lượng tinh chỉnh phi thường để làm cho sự trùng khớp xảy ra và giữ cho các vật thể này quay quanh quỹ đạo của nhau trong hàng triệu năm.
Vì vậy, có lẽ người bạn đồng hành quỹ đạo tối đó là một thứ gì đó kỳ lạ hơn nhiều, như các nhà nghiên cứu đề xuất trong nghiên cứu mới. Họ cho rằng có thể đó là một khối các hạt vật chất tối.
Vật chất tối là một dạng vật chất vô hình chiếm phần lớn khối lượng của mỗi thiên hà. Chúng tôi vẫn chưa có một sự hiểu biết vững chắc về danh tính của nó. Hầu hết các mô hình lý thuyết đều giả định rằng vật chất tối được phân bố đều đặn trong mỗi thiên hà, nhưng có những mô hình cho phép nó tự kết tụ lại với nhau.
Một trong những mô hình này đưa ra giả thuyết rằng vật chất tối là một loại boson mới. Boson là những hạt mang các lực tự nhiên; ví dụ, một photon là một boson mang lực điện từ. Mặc dù chúng ta chỉ biết đến một tập hợp giới hạn các boson trong Mô hình Chuẩn của vật lý hạt cơ bản, nhưng về nguyên tắc, không có gì ngăn cản vũ trụ có thêm nhiều loại nữa.
Những loại boson này sẽ không mang lực, nhưng chúng vẫn sẽ nhấn chìm vũ trụ. Quan trọng nhất, chúng sẽ có khả năng hình thành các khối lớn. Một số cụm này có thể có kích thước bằng toàn bộ hệ thống sao, nhưng một số có thể nhỏ hơn nhiều. Những khối nhỏ nhất của vật chất tối boson có thể nhỏ như những ngôi sao, và những vật thể giả định này có một cái tên mới: sao boson.
Các ngôi sao Boson sẽ hoàn toàn vô hình. Vì vật chất tối không tương tác với các hạt khác hoặc với ánh sáng, nên chúng ta chỉ có thể phát hiện ra chúng thông qua ảnh hưởng của lực hấp dẫn đối với môi trường xung quanh chúng — giống như nếu một ngôi sao thông thường quay quanh một ngôi sao boson.
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng một mô hình đơn giản của vật chất tối boson có thể tạo ra đủ sao boson để làm cho kết quả này trong dữ liệu Gaia trở nên hợp lý và việc thay thế một lỗ đen giả định bằng một ngôi sao boson có thể giải thích tất cả dữ liệu quan sát được.
Mặc dù không chắc đây thực sự là phát hiện về một ngôi sao boson, nhưng các tác giả vẫn thúc giục các quan sát tiếp theo. Quan trọng nhất, hệ thống độc đáo này mang đến cho chúng ta cơ hội hiếm có để nghiên cứu hành vi của lực hấp dẫn mạnh, cho phép chúng ta kiểm tra Einstein’s thuyết tương đối rộng để xem nó có đứng vững không. Thứ hai, nếu đó là một ngôi sao boson, thì hệ thống này là thiết lập thử nghiệm hoàn hảo. Chúng ta có thể chơi xung quanh với các mô hình sao boson của mình và xem chúng có thể giải thích tốt như thế nào về động lực học quỹ đạo của hệ thống này và sử dụng thông tin đó để nhìn thoáng qua các góc tối của vũ trụ.
Được xuất bản lần đầu trên LiveScience.com.
Nguồn: Space
Xem thêm nội dung mới và bổ ích tại:
– Kiến thức gia đình
– Tri thức đời sống
– Cẩm nang sức khỏe
– Kênh youtube Kiến thức gia đình