Падающие в черные дыры «темные» звезды могут быть источниками быстрых радиовсплесков

Темная материя, падающая в черные дыры, может быть источником некоторых быстрых радиовсплесков (FRB) – таинственных импульсов радиоволн, случайно обнаруженных 10 лет назад.

Материя, которую мы видим в космосе – звезды, планеты и газ – составляет лишь около 18 процентов массы Вселенной. Остальное – темная материя, которая невидна и обнаруживается лишь через гравитационное воздействие на обычную материю.

Никто не знает точно, что такое темная материя, но одна гипотеза заключается в том, что она состоит из пока еще теоретических частиц, называемых аксионами. Эти частицы, если они существуют, должны быть очень легкими и слабо взаимодействовать с другими веществом, окружающим их.

Однако, в новом исследовании Аичи Ивасаки из Университета Нишогакуши в Токио (Япония) показал, что, поскольку ранняя Вселенная была меньше и давала больше шансов на объединение аксионов, они могли бы собраться вместе и сформировать «аксионные звезды». Эти «темные» объекты сгруппировались бы вблизи центра галактик, и их обнаружение наиболее вероятно возле сверхмассивных черных дыр.

«Если в центрах галактик много аксионных звезд, мы ожидаем, что некоторые из них столкнутся с аккреционным диском черных дыр», – рассказывает Аичи Ивасаки.

Магнитное поле диска приведет к распаду некоторых аксионов на отдельные фотоны, которые затем будут видны на Земле в виде FRB. Этот механизм может объяснить, почему у некоторых FRB отсутствует периодичность. До сих пор был обнаружен только один повторяющийся всплеск: FRB 121102, расположенный в галактике примерно в 2,5 миллиардах световых лет от Земли.

Согласно исследованию, повторение радиовсплесков может быть вызвано тем, что аксионная звезда проходит через аккреционный диск черной дыры снова и снова. Она будет делать это с нерегулярными интервалами, пока магнитное поле диска не превратит достаточное количество аксионов в фотоны, и аксионы больше не смогут удерживаться вместе, образуя компактный комок.

Одна из проблем модели Аичи Ивасаки заключается в том, что он предполагает более сильное взаимодействие аксионов с магнитными полями, чем это предлагается многими другими теориями.