Máme ve vesmíru temné Boseho hvězdy z axionů?  
Jestli axiony existují, tak je to docela dobře možné. Takové hvězdy by fungovaly jako jedna veliká částice a prosakovaly by Zemí jako vesmírné přízraky.

 

Model Boseho-Einsteinova kondenzátu. Kredit: NIST.
Model Boseho-Einsteinova kondenzátu. Kredit: NIST.

Asi není nutné zdůrazňovat, že temná hmota je stále nepolapitelná, záhadná, temná. Zároveň ale nejspíš tvoří většinu pozorovaného vesmíru, což nás pochopitelně nesmírně dráždí. Okolo temné hmoty se vyrojila celá řada hypotéz, které se ji snaží vysvětlit. Vzhledem k bizarní povaze temné hmoty, které je sice všude plno, ale přesto ji nedokážeme najít, bývá s temnohmotovými hypotézami slušná zábava. Platí to i pro axiony, hypotetické elementární částice, které jsou považovány za kandidáty na temnou hmotu.

Chanda Prescod-Weinstein. Kredit: C. Prescod-Weinstein.
Chanda Prescod-Weinstein. Kredit: C. Prescod-Weinstein.


Axiony, pokud tedy existují, mohou narozdíl od protonů, neutronů a elektronů tvořících běžnou hmotu, koexistovat ve stejném kvantovém energetickém stavu. Zároveň se navzájem gravitačně přitahují, takže mají sklon tvořit shluky. Když se tyhle dvě vlastnosti (hypotetických) axionů dají dohromady, tak to znamená, že by axiony ve shlucích mohly existovat jako jistá forma Boseho-Einsteinova kondenzátu. Právě v Boseho-Einsteinově kondenzátu se částice vyskytují ve stejném kvantovém stavu. 

Anna Nowogrodzki v NewScientistu přirovnává shluky axionů ke Společenství Borgů, kolektivní inteligenci s myslí jedince podřízenou společné mysli kolektivu, ze světa Star Treku. Tak jako Borgové, i axiony jsou vlastně jako jeden. Podle teoretické astrofyzičky Chandy Prescod-Weinsteinové z MIT a jejích kolegů funguje shluk axionů jako jeden jediný superatom. Superatomy axionů by ale neměly být naprosto gigantické. Prescod-Weinsteinová tvrdí, že jsou náchylné se drolit na menší axionové shluky, kterým s kolegy říká Boseho hvězdy.

Instalace supravodivého magnetu experimentu ADMX. Kredit: Lamestlamer / Wikimedia Commons.
Instalace supravodivého magnetu experimentu ADMX. Kredit: Lamestlamer / Wikimedia Commons.


Jestli ve vesmíru jsou Boseho hvězdy, tak by prý vznikly v době, kdy byl náš vesmír starý pouhých 47 tisíc let. Navzdory takovému stáří, by ale podle Prescod-Weinsteinové měly přetrvat až do dneška. Boseho hvězdy by měly být naprosto temné a relativně malé, asi tak velikosti trpasličích planet jako je Ceres, jejíž rovníkový průměr činí necelých 1000 kilometrů. Zároveň by Boseho hvězdy měly být asi tak dvacetkrát hustší než Ceres, jehož hustota činí něco málo přes 2 gramy na centimetr krychlový.

Trpasličí planeta Ceres. Kredit: NASA / JPL-Caltech / UCLA/ MPS / DLR / IDA.
Trpasličí planeta Ceres. Kredit: NASA / JPL-Caltech / UCLA/ MPS / DLR / IDA.


Temnou hmotu, která podle všeho prakticky neinteraguje s běžnou hmotou, je nesmírně těžké studovat – jinak by už dávno visela na zdi našich vědeckých trofejí. Právě axionovou temnou hmotu v Boseho hvězdách bychom ale eventuelně mohli pozorovat, když by takový objekt obíhal kolem pulsaru. Za jistých okolností by v takovém systému mohlo vznikat specifické záření, které by bylo možné pozorovat. Pulsar s Boseho hvězdou by byl vlastně takovou vesmírnou verzí experimentu Axion Dark Matter Experiment (ADMX) Univerzity ve Washingtonu v Seattlu, kde hledají axiony pomocí velkého supravodivého magnetu. Prescod-Weinsteinová je optimistická a věří, že vesmír je natolik divný, že v něm mohou být i pulsary s Boseho hvězdami.

Boseho hvězdy sklidily poměrně příznivý ohlas. Rohana Wijewardhana z Univerzity v Cincinnati nešetří komplimenty a souhlasí se závěry Prescod-Weinsteinové. Zároveň dodává, že bychom mohli odhalit Boseho hvězdu, kdyby se srazila se Zemí. Přestože Boseho hvězdy nejsou úplně zanedbatelné, takové srážky bychom si za běžných okolností vůbec nevšimli. Axionová temná hmota je vůči běžné hmotě prakticky netečná a Boseho hvězda prostě prosákne skrz Zemi. Jako přízrak velikosti trpasličí planety. Mohli bychom ale zachytit velmi jemné gravitační efekty, a právě ty by měly Boseho hvězdu prozradit. 


Literatura
NewScientist 7. 12. 2015, Physical Review D 92: 103513, Wikipedia (Axion, Axion Dark Matter Experiment).

 

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 08.12.2015
Tisk článku

RA -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 849 Kč
cena: 755 Kč
RA

Související články:

Proráží Země stěny temné hmoty?     Autor: Stanislav Mihulka (20.01.2013)
Co když jsme už temnou hmotu našli – v Josephsonových přechodech?     Autor: Stanislav Mihulka (11.12.2013)
Tvoří temnou hmotu temná makra s podivnými kvarky?     Autor: Stanislav Mihulka (14.12.2014)



Diskuze:

Ondra Dvořák,2015-12-11 23:03:59

Kde je jeden axion, je i shluk, kde je shluk, je i planeta a hvězda, a kde je planeta i hvězda, mohou žít i axionoví mužíčci, zcela neviditelní a naprosto neteční s výjimkou drobných gravitačních vln, kterými se mohou prozradit.

Odpovědět

No to bude zase šílení s

Jan Krásenský,2015-12-10 18:48:53

hypotetickým slunečním dvojčetem Nemesis.

Odpovědět

Hmotnost asi 2E+22 kg

Stanislav Florian,2015-12-09 11:34:29

Těleso o průměru 1000 km a hustotě 40 000 kg/m3 by mělo hmotnost asi 2,1E+22 kg, což je asi 1/3 hmotnosti Měsíce. V blízkosti Země by se asi změna gravitace dala zjistit, pokud by takové těleso odkudsi přiletělo. Sluneční soustava je velká těles v ní habaděj a zmatek v ní značný.

Odpovědět

Doporučuji tuto novelu

Jan Šimůnek,2015-12-09 09:50:36

Boba Shawa: http://www.legie.info/kniha/9781-bob-shaw-venec-z-hvezd
v ní se ovšem temná hmota a normální vzájemně neovlivňovaly jinak než gravitačně a dokonce se mohly prolnout. Je to ovšem vzácná věcička, vydaná v nepatrném nákladu 1990 "jen pro klubové účely". Snad to mají některé knihovny.

Odpovědět

........

Jozef Vyskočil,2015-12-09 08:02:22

Správali by sa ako ostatné hmotné telesá, teda obiehali okolo gravitačného stredu. Zrážky so Zemou by boli asi rovnako vzácne, ako s inými telesami. Ak by boli v slnečnej sústave, tak by sme anomáliu dávno odhalili.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni