Russiske fysikere har udført en numerisk simulering af dannelsen af lokale strukturer fra mørkt stof. Dette arbejde gælder for populære modeller af usynlige stoffer som aksioner og Fuzzy Dark Matter. Forskere er kommet til den konklusion, at analoger til stjerner fra mørkt stof kan eksistere i vores univers. Et fortryk med resultaterne offentliggøres på arXiv.org-webstedet.
Forskellige astronomiske observationer er uenige med antagelsen om, at størstedelen af massen i universet er indeholdt i lysstof, såsom stjerner og den gas, der er forbundet med dem. I øjeblikket er den mest almindeligt accepterede forklaring på denne uoverensstemmelse hypotesen om mørkt stof, der antager eksistensen af et stof, der er gennemsigtigt for elektromagnetisk interaktion, der tegner sig for det meste af massen. En sådan sag skal danne enorme skaller - glorier - omkring galakser. Teoretikere har foreslået mange modeller af mørkt stof, hvoraf de fleste beskriver det gennem endnu ikke opdagede elementære partikler med forskellige egenskaber.
Det nye arbejde undersøger dannelsen af stabile lokale formationer af mørkt stof, som bevarer sig selv på grund af selvgravitation svarende til almindelige stjerner. Artiklen antager, at mørke stofpartikler er bosoner, og de resulterende strukturer er klynger af Bose-Einstein-kondensat, dvs. konklusionerne er gyldige for sådanne populære modeller af usynligt stof som aksioner og "sløret" mørkt stof. Et træk ved arbejdet var modellering inden for rammerne af et rent kinetisk regime uden at tage hensyn til interaktionen mellem mørke stofpartikler med hinanden. For første gang var forfatterne i stand til at vise, at Bose-stjerner kun kan kondensere på grund af tyngdekraften. Ingen antagelser om selvvirkningen af mørkt stof skal laves.
Axioner blev foreslået af teoretiske fysikere som en løsning på problemet med den observerede krænkelse af CP-invarians (samtidig udskiftning af alle partikler med antipartikler og spejlrefleksion af systemet i rummet). De skal have en lav masse, svagt interagere med kendte partikler og henfalde til to fotoner. "Sløret" mørkt stof består af partikler med ekstremt lille masse. Det er så lille, at den tilsvarende de Broglie-bølgelængde (skalaen, hvor kroppens kvanteegenskaber manifesteres) kan sammenlignes med størrelsen på galakser. I dette tilfælde viser det sig, at partiklerne "udtværes" i kredsløb omkring galakser, ligesom elektroner danner skyer i atomer og ikke er punktpartikler i banernes kerner.
Forfatterne konkluderer, at Bose-stjerner fra aksioner muligvis kan blive født i universets levetid, og deres typiske masse vil være meget lille - de vil være centrale objekter i miniklynger med en masse på 10-13 solmasser. Hvis de fortsætter med at akkumulere partikler, kan de overskride den kritiske størrelse og eksplodere - en sådan begivenhed er en kandidat til rollen som kilde til hurtige radio bursts. I tilfælde af "diffust" mørkt stof kan sådanne stjerner også dannes på relativt kort tid. Desuden løser denne model med en vis masse af sådanne partikler problemet med manglen på dværgsatellitter i store galakser, såsom Mælkevejen: af numeriske modeller følger det, at vores stjernesystem burde have mange snesevis af satellitter, og meget mindre observeres. Hvis teorien om "sløret" mørkt stof er korrekt, så er dværghalersom skulle være det første grundlag for små galakser, har formået at kondensere til meget mindre stjerner, der ikke er i stand til at holde meget almindeligt stof omkring dem. Det skal dog bemærkes, at denne teori er stærkt begrænset af andre astronomiske observationer, så der kun er et lille interval af mulige partikelmasser tilbage.
