Темная материя - это умирающие звезды.

Величайшая тайна астрономии более 70 лет вдохновляла авторов научно-фантастических романов и кинофильмов. Речь идет о невидимой темной материи, из которой состоит большая часть Вселенной. Международная группа ученых, возглавляемая Беном Оппенхаймером, напала на след этой непостижимой темной материи.
Исследователи скрупулезно изучали несколько снимков нашей галактики, сделанных из Южного полушария, и, к своему удивлению, открыли на небольшом участке 38(!) не известных науке белых карликов.
Этих неуловимых карликов выследили в окружности 450 световых лет в так называемом галактическом гало Млечного Пути - сфере, в которую вписывается имеющая форму диска галактика.
Обнаруженные карлики имеют почти такие же размеры, как наша Земля, и испускают очень слабое свечение. В течение нескольких десятилетий несовершенные приборы не позволяли астрономам "разглядеть" их на звездном небе, поэтому ученые причисляли невидимые звезды к темной материи.
Если плотность белых карликов сравнить со средней плотностью материи в гало, то получается, что в этой области галактики мертвые звезды составляют примерно около 35 процентов темной материи. Поэтому ученые считают, что они узнали по крайней мере часть тайны темной материи - невидимой, загадочной, никакими способами не регистрируемой, о существовании которой имеются только косвенные сведения.


Материя - призрак Первый ком с горы, давший толчок неудержимой лавине опровержений и гипотез, бросил в 1933 году швейцарский астрофизик Фриц Цвики. В результате длительных наблюдений и расчетов он пришел к выводу, что движение звезд, составляющих галактику, не полностью объясняется их взаимным влиянием, поэтому там должны находиться не только видимые звезды, но и невидимые небесные тела. В то время сенсационное утверждение Цвики произвело переполох в консервативной академической науке. Теперь астрономы считают, что большая часть любой галактики для нас невидима - слишком "темная", чтобы ее мог зарегистрировать даже самый мощный телескоп. Млечный Путь, наша родная галактика, тоже не исключение.
Львиная доля темной материи, вероятно, находится в галактическом гало. Именно в этой части галактики измеренная скорость вращения газовых ореолов вокруг звезд не соответствует силам взаимного притяжения звезд и газа. Наблюдения подтверждают, что темная материя на 35% состоит из настоящих материальных частиц.
Из таких же элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов) образуются звезды, планеты и, в конечном счете, люди. Но большую часть темной материи, вероятно, составляют частицы-призраки, связь которых с реальной материей пока не ясна. Эти частички открыты относительно недавно: тяжелые нейтрино, так называемые нейтралино, фотино, аксионы...


Гравитационные линзы - косвенное доказательство В основе этой гипотезы лежит предположение, что погасшие звезды, так называемые белые карлики, испускают очень слабое излучение, и с большого расстояния их невозможно "выследить". Таким образом, невидимые звезды неизбежно являются частью темной материи и обнаруживаются благодаря силе гравитации.
В 1995 году в Университете Пенсильвании Чарльзу Элкоку удалось собрать достаточное количество косвенных доказательств существования невидимых карликов. Он чисто теоретически "примерил" воздействие предполагаемых "темных" звезд на соседние яркие звезды.
У астрономов такая методика хорошо известна и широко применяется. При этом используется свойство небесных тел собирать силой своего притяжения световые лучи в пучок, подобно линзам. По силе и продолжительности этого эффекта можно судить о массе тела. Элкок подсчитал, что в гало нашей галактики от 8 до 50 процентов общей массы приходится на темные тела. Он даже обнаружил отдельные невидимые объекты, обладающие такой же массой, как видимые белые карлики.
Оппенхаймер подчеркивает, что белые карлики в галактическом гало не только вычислены теоретически, но и впервые зарегистрированы по самым прямым и непосредственным признакам!
Чтобы понять их связь с загадкой темной материи, необходимо выяснить, что представляют собой белые карлики.
В принципе, это ядра догоревших звезд, оставшиеся после того, как все внешние оболочки ускользнули в другие области Вселенной, где произошли вспышки суперновых звезд. Эти ядра по размерам не больше Земли, но у них колоссальная масса, которая примерно равна половине массы нашего Солнца. Так заканчивают свое существование примерно 94% всех звезд: их постигает удел белых карликов.


Белые карлики - не белые, а голубые Двое ученых - Брэд Хансен из Принстонского университета и Дидье Сомон из Университета Вандербильта - высказали гипотезу, что карлики, остывшие до критической температуры 4200 градусов по Цельсию, начинают излучать голубоватое свечение. Причиной этого являются молекулы водорода, которые на белых карликах находятся под огромным давлением. Эти молекулы водорода поглощают инфракрасные лучи, а излучают в пространство лучи синеватой части спектра.
Но когда белые карлики испускают настолько слабое свечение, что с Земли его уже не видно, их можно причислить к темной материи. В 2001 году Бен Оппенхаймер доказал эти теоретические построения на примере голубоватого карлика, открытого в 1997 году.
Вскоре после этого были открыты в гало Млечного Пути еще три голубых остывших карлика. Теперь многочисленные научные лаборатории обследуют галактическое гало в поисках остывших белых карликов. К 2002 году нашли уже 38 остывающих карликов, причем 34 из них до такой степени остыли, что они фактически не белые, а действительно ярко-голубые.


Темная материя раскрывает тайну возникновения галактики Изучение белых карликовпоможет узнать, что произошло в первые миллиарды лет после Большого взрыва - первоначального толчка, положившего начало галактике. Эти погасшие темные звезды - последние свидетели первых дней нашей галактики, то есть космических событий, происходивших 10-13 миллиардов лет назад.
Белых карликов можно сравнить с ископаемыми скелетами доисторических животных, по которым ученые узнают о доисторическом прошлом Земли. По самым старым, давно угасшим звездам тоже можно выяснить, как развивалась галактика, как возникали, жили и умирали звезды - нынешние белые карлики.
Поиски неизвестных белых карликов продолжаются с применением самых совершенных технических средств, причем в обсерваториях не только Южного, но и Северного полушария. Может быть, совсем скоро, при жизни нынешних поколений, астрономы доберутся и до других тайн темной материи...

Э. Мельников.