Az orosz fizikusok numerikus szimulációt hajtottak végre a helyi struktúrák sötét anyagból történő kialakításáról. Ez a munka a láthatatlan anyag olyan népszerű modelljeire vonatkozik, mint az axions és a Fuzzy Dark Matter. A tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy univerzumunkban létezhetnek a sötét anyagból származó csillagok analógjai. Az eredményeket tartalmazó előnyomtatást az arXiv.org webhelyen teszik közzé.
Különböző csillagászati megfigyelések nem értenek egyet azzal a feltételezéssel, hogy a világegyetem tömegének nagy részét világító anyag, például csillagok és a hozzájuk kapcsolódó gáz tartalmazza. Jelenleg ennek az eltérésnek a legáltalánosabban elfogadott magyarázata a sötét anyag hipotézise, amely feltételezi az elektromágneses kölcsönhatás számára átlátszó anyag létezését, amely a tömeg nagy részét teszi ki. Az ilyen anyagnak hatalmas kagylót - halókat - kell alkotnia a galaxisok körül. Az elméleti szakemberek a sötét anyag számos modelljét javasolták, amelyek többsége még fel nem fedezett, eltérő tulajdonságú elemi részecskéken keresztül írja le.
Az új mű a sötét anyag stabil lokális képződményeinek kialakulását vizsgálja, amelyek az öngravitáció miatt megtartják magukat, hasonlóan a hétköznapi csillagokhoz. A cikk azt feltételezi, hogy a sötét anyag részecskéi bozonok, és a kapott struktúrák a Bose-Einstein kondenzátum felhalmozódásai, vagyis a következtetések érvényesek a láthatatlan anyag olyan népszerű modelljeire, mint az axiónok és az "elmosódott" sötét anyag. A munka egyik jellemzője a tisztán kinetikus rendszer keretein belüli modellezés volt, a sötét anyag részecskék egymással való kölcsönhatásának figyelembevétele nélkül. A szerzők először mutathatták meg, hogy a Bose-csillagok csak a gravitáció miatt képesek kondenzálódni, a sötét anyag önhatására vonatkozóan nem kell feltételezni.
Az elméleti fizikusok tengelyirányokat javasoltak a CP invariancia megfigyelt megsértésének problémájára (az összes részecske egyidejű cseréje antirészecskékkel és a rendszer tükörreflexiója az űrben). Kis tömegűeknek kell lenniük, gyengén kölcsönhatásba lépnek az ismert részecskékkel és két fotonra bomlanak. Az "elmosódott" sötét anyag rendkívül kis tömegű részecskékből áll. Olyan kicsi, hogy a megfelelő de Broglie hullámhossz (az a skála, amelyen a test kvantumtulajdonságai megnyilvánulnak) összehasonlítható a galaxisok méretével. Ebben az esetben kiderül, hogy a részecskéket a galaxisok körüli pályákon "maszatolják", ahogy az elektronok az atomokban felhőket képeznek, és nem pontszemcsék az atomok pályáin.
A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy a tengelyekből származó Bose-csillagok könnyen születhetnek az Univerzum élete során, és tipikus tömegük nagyon kicsi lesz - központi tárgyak lesznek a 10-13 naptömegű miniciklusokban. Ha továbbra is felhalmozódnak a részecskék, túlléphetik a kritikus méretet és felrobbanhatnak - egy ilyen esemény jelölt a gyors rádiószakadások forrásának szerepében. A "diffúz" sötét anyag esetében ilyen csillagok is kialakulhatnak viszonylag rövid idő alatt. Sőt, az ilyen részecskék bizonyos tömegére ez a modell megoldja a nagy galaxisok - például a Tejút - törpe műholdak hiányának problémáját: numerikus modellekből következik, hogy csillagrendszerünknek sok tíz műholddal kell rendelkeznie, és sokkal kevesebbet figyelnek meg. Ha a "homályos" sötét anyag elmélete helyes, akkor törpehalákamelyeknek állítólag a kis galaxisok kiindulópontjává váltak, sokkal kisebb csillagokká tudtak sűrűsödni, nem képesek sok hétköznapi anyagot megtartani maguk körül. Meg kell azonban jegyezni, hogy ezt az elméletet más csillagászati megfigyelések korlátozzák, így a lehetséges részecsketömegeknek csak egy kis tartománya maradt meg.