Kann das sein? Tschechische Astronomen behaupten, einen Stern mit dunkler Materie gefunden zu haben!
Forscher haben ein Papier vorgelegt, in dem sie behaupten, Beweise für einen Bosonen-Stern gefunden zu haben. Der Stern würde aus einem seltenen Material bestehen, das noch nie zuvor beobachtet wurde. Einige behaupten, dass dies die Antwort auf die Frage wäre, woraus die dunkle Materie besteht.
Wir wissen, dass es im Universum eine Komponente gibt, die noch nie beobachtet wurde, die sogenannte dunkle Materie. Ihre Existenz wird erwartet, weil wir durch die Berechnung der Gravitationswechselwirkungen in Galaxien und Galaxienhaufen feststellen, dass es dort mehr Materie gibt, als wir beobachten können.
Dunkle Materie ist nach wie vor eines der Rätsel des Universums, und die Suche nach ihrem Wesen ist ein heißes Eisen in der Astronomie. Es gibt mehrere Hypothesen darüber, was dunkle Materie sein könnte, von Teilchen bis hin zu der Hypothese, dass die Newtonsche Physik falsch ist.
Eine der Hypothesen besagt, dass es sich bei der dunklen Materie um eine neue Art von Boson handeln könnte, das wir bisher nicht beobachten konnten. Tschechische Astronomen haben die Entdeckung eines Sterns vorgeschlagen, der aus dieser Art von Boson besteht. Sollte sich dies bestätigen, könnte es sich um den ersten Stern aus dunkler Materie handeln.
Entdeckung des Systems
Im Jahr 2022 veröffentlichte die GAIA-Kollaboration die neuen Beobachtungen, die bei der letzten Mission des Satelliten gewonnen wurden. In diesen neuen Daten fiel ein System ins Auge, das aus einem sonnenähnlichen Stern bestand, der einen leeren Punkt im Weltraum zu umkreisen schien.
Durch die Berechnung der Gravitationswechselwirkung fanden die Forscher der Kollaboration heraus, dass dieser Punkt etwa 11 Sonnenmassen hatte, um den Stern in dieser Umlaufbahn zu halten. Die gefundene Masse deutet darauf hin, dass es dort ein stellares Schwarzes Loch mit 11 Sonnenmassen gibt.
Die Entdeckung selbst war nicht unerwartet und erregte keine Aufmerksamkeit, da sie im Universum recht häufig vorkommt. Einem Astronomenpaar fielen jedoch einige Probleme in diesem System auf.
Der Ursprung des Systems ist für die Physik ein Rätsel
Das erste Problem, auf das die beiden stießen, war, dass Schwarze Löcher durch den Tod massereicher Sterne entstehen. Der Tod eines massereichen Sterns ist ein gewaltiger Prozess, der große Entfernungen erreicht. In diesem Modell wäre es für einen Stern wie die Sonne unmöglich, so nahe an diesem schwarzen Loch zu kreisen.
Der Abstand zwischen den beiden Umlaufbahnen entspräche etwa der Entfernung zwischen unserer Sonne und dem Mars. Eine geringe Entfernung, wenn man bedenkt, dass selbst unsere Sonne, die ein kleiner Stern ist, beim Sterbeprozess in die Nähe der Umlaufbahn des Mars kommen könnte. Ein Stern, der größer als die Sonne ist, würde diesen Abstand sicherlich überschreiten.
Außerdem sei es schwer zu erklären, dass ein Stern wie die Sonne und ein Schwarzes Loch so lange stabil bleiben. Denn die Modelle gehen davon aus, dass das System schon vor langer Zeit instabil geworden wäre.
Wenn es sich nicht um ein schwarzes Loch handelt, was könnte dieses Objekt, das kein Licht aussendet, dann sein?
Die tschechischen Forscher Alexandre Pombo und Ippocratis Saltas haben vorgeschlagen, dass es sich bei dem schwarzen Loch in diesem System in Wirklichkeit um einen seltsamen Stern handelt, der Bosonenstern genannt wird. Falls es sich um einen solchen Stern handelt, ist es die erste Beobachtung eines solchen Objekts.
Bosonensterne würden aus einer Art von Bosonen bestehen, die einigen Modellen zufolge die Antwort auf die Frage nach der Natur der dunklen Materie sein könnten. Diese Bosonen wären nicht beobachtbar, würden aber eine Gravitationswechselwirkung haben.
Bosonen sind im Allgemeinen Teilchen, die mit den Naturkräften in Verbindung gebracht werden, wie z. B. das Photon mit der elektromagnetischen Kraft oder das berühmte Higgs-Boson, das mit der schwachen Kraft verbunden ist.
Im Falle des in dieser Arbeit vorgeschlagenen Bosons wäre es nicht mit irgendeiner Art von Kraft verbunden, sondern würde durch die Gravitation wechselwirken und wäre in der Lage, zwischen ihnen Cluster zu bilden, die diese Bosonensterne bilden.
Haben wir die Lösung für die dunkle Materie gefunden?
Die Autoren der Studie halten es für unwahrscheinlich, dass dieses System aus einem Bosonenstern besteht, fordern aber genauere Beobachtungen des Systems.
Durch die Beobachtung des Systems konnten sie Unterschiede zum erwarteten Verhalten eines Bosonensterns feststellen und so diese Objekte besser verstehen. Die Suche nach diesen Objekten bleibt jedoch weiterhin ein Rätsel.
Die dunkle Materie wurde diesmal nicht gelöst, aber sie ermöglicht es uns, ein wenig mehr über die Auswirkungen zu verstehen, die die dunkle Materie auf das Universum haben soll.