Коричневые карлики часто остаются в тени внимания: слишком тусклые, чтобы называться звездами, и слишком массивные, чтобы быть планетами. Однако в центральной части нашей Галактики эти малоизученные объекты могут играть ключевую роль.
Ученые из Гавайского университета (США) выдвинули гипотезу о существовании новой категории субзвездных объектов — темных карликов. В отличие от обычных коричневых карликов, эти тела, по мнению ученых, могут накапливать в своем ядре темную материю, которая затем аннигилирует и выделяет тепло. Этой энергии недостаточно для запуска ядерного синтеза, но ее хватает, чтобы объект не остывал полностью и продолжал слабо светиться.
Основное внимание ученые уделили частицам-вимпам — гипотетическим кандидатурам на роль частиц темной материи. Предполагается, что вимпы практически не взаимодействуют с обычной материей, но при определенных условиях могут сталкиваться между собой и высвобождать энергию. Такие условия, как считают исследователи, возможны в центре Млечного Пути, где плотность темной материи может достигать 1000 ГэВ/см³.
Если коричневый карлик окажется в подобной среде, он способен постепенно накапливать вимпы. Как только их станет достаточно, процесс аннигиляции может запустить дополнительный источник тепла внутри объекта, не связанный с традиционными звездными механизмами.
Одной из характерных особенностей темных карликов может стать присутствие лития-7. В обычных условиях этот изотоп разрушается в недрах звезд и коричневых карликов, но в темном карлике он способен сохраняться благодаря сравнительно низкой температуре ядра. Обнаружение такого элемента в массивных, но холодных телах может служить ключевым признаком взаимодействия с темной материей.
Авторы исследования уверены, что если подобные объекты удастся зафиксировать, это станет важным шагом в изучении природы темной материи. Они надеются, что астрономы смогут выявить нетипичные популяции субзвездных тел с сохраненным литием, особенно вблизи центра Галактики. Такое наблюдение позволило бы исключить версии, где темная материя состоит из легких частиц — тех, чьи взаимодействия не сопровождаются заметным выделением тепла.
Сами темные карлики остаются труднодоступными для наблюдений. Они слабосветящиеся и удалены на тысячи световых лет. Однако даже косвенные признаки их существования — например, особенности химического состава или отклонения в поведении тусклых или маломощных звезд — могут приблизить науку к разгадке одного из самых загадочных компонентов Вселенной.