Отримано перше в історії свідчення про існування бозони зірок

Міжнародна група вчених під керівництвом фахівців Інституту фізики високих енергій Галісії (Іспанія) і Авейрусского університету (Португалія) прийшла до висновку, що гравітаційна хвиля GW190521 могла бути викликана зіткнення не чорних дір, а куди більш екзотичних бозони зірок. Якщо це дійсно так, то дослідники, можливо, отримали перше в історії свідчення про існування гіпотетичних об'єктів, які є кандидатами в темну матерію. Стаття опублікована в журналі Physical Review Letters, повідомляє Lenta.ru.

У вересні 2020 року фізики оголосили про реєстрацію сигналу GW190521, який відповідає зіткнення двох чорних дір, маса яких в 85 і 66 разів перевищує масу Сонця, в результаті чого утворилася чорна діра з масою 142 Сонця. Цей об'єкт є відсутньою ланкою між надмасивними чорними дірами і дірами зоряної маси і належить до які раніше не спостерігалося сімейства чорних дір. Однак невідомо, яким чином могла сформуватися чорна діра з масою 85 Сонць.

Для вирішення цієї проблеми вчені припустили, що обидва об'єкти насправді були бозона зірками, що складаються з надлегких бозонів з масою в мільярди разів менше маси електронів. Необмежене число бозонів (до них відносяться, наприклад, фотони) здатне займати одне і те ж квантовий стан, що відрізняє їх від фермионов (наприклад, електронів), на яких поширюється принцип заборони Паулі.

Дослідники змоделювали злиття бозони зірок і порівняли теоретичний гравітаційно-хвильової сигнал, випущений на цій події, з GW190521. В цьому випадку обидва об'єкти будуть перебувати на більш близькій відстані від Землі, а результуюча чорна діра буде мати масу 250 Сонць.

Бозон зірки настільки ж компактні, як і чорні діри, однак не мають горизонту подій. Однак при зіткненні вони стають нестійкими і коллапсируют в чорну діру. Модель передбачає, що цей сценарій трохи краще, ніж злиття чорних дір, однак подальші дослідження повинні будуть підтвердити або спростувати його.