Когда мы смотрим на ночное звездное небо, нас завораживают находящиеся там звезды, которые могут быть Солнцами для других планет, на которых теоретически может существовать какая-то другая форма жизни. Однако, когда мы смотрим на черноту космоса, формирующую фон для звезд, нас в лучшем случае охватывает тревога. Это и понятно, ведь мы либо смотрим в ужасающую пустоту, либо — может быть, еще хуже — смотрим на предметы, которые наш глаз увидеть не в состоянии. Что ж, астрономы только что обнаружили, что во мраке космоса может скрываться еще целая категория астрофизических объектов.
Представьте себе объект, похожий на черную дыру. Теперь представьте, что его гравитация искажает свет объектов позади него, как черная дыра. И, наконец, представьте, что это не черная дыра, а звезда. Не волнуйтесь, астрономы пока не встречали такого объекта в своих наблюдениях. Однако это не меняет того факта, что черные дыры также изначально были всего лишь гипотетическим артефактом, полученным в результате расчетов, а теперь мы знаем, что они существуют. Значит, эти объекты могут оказаться и реальным обитателем космического пространства, о котором мы еще не слышали. Результаты моделирования, указывающие на новый класс космических объектов, только что были опубликованы в научном журнале Physical Review D.
Что такое топологический солитон?
Именно этим термином — за неимением лучшего — ученые окрестили объект, появившийся в компьютерных симуляциях. На расстоянии такой объект выглядел бы как размытое изображение черной дыры. Однако вблизи это выглядело бы совершенно иначе. По описанию физиков, этот солитон ведет себя как черная дыра, т.е. деформирует находящиеся за ним космические объекты так же, как и он, но при этом испускает слабое световое излучение, которое не смогло бы выйти из черной дыры. Это связано с тем, что свет вместо того, чтобы падать за горизонт событий, рассеивается во все стороны и хаотично ускользает из гравитационного поля объекта. Так что вместо черного пятна, как в случае с черной дырой, солитон выглядит как нечеткий объект, вокруг которого хаотично циркулирует электромагнитное излучение.
Авторы симуляций указывают, что это первые симуляции астрофизических объектов, полученные в результате теории струн, чей вид на небе можно воссоздать. Ведь уже созданы модели бозонных звезд или гравитационных звезд, построенных из необычных форм материи и демонстрирующих гравитационные эффекты, подобные тем, которые вызывают солитоны. Но теперь впервые в моделировании использовалась теория струн для согласования квантовой механики и общей теории относительности.
Подождите, что такое бозонные звезды?
В 2020 году ученые из Университета Радбауд в Нидерландах опубликовали статью, в которой попытались проверить, является ли первая в истории сверхмассивная черная дыра в галактике M87 черной дырой или чисто гипотетической бозонной звездой. Такая бозонная звезда состояла бы только из бозонов, была бы полностью прозрачной, не излучала бы никакого излучения, а только гравитационно взаимодействовала бы со своим окружением. В результате их можно было наблюдать только благодаря окружающим их вращающимся плазменным дискам.