A Tejútrendszer közepén rendkívüli csillagok figyelhetőek meg, amelyek sokkal fiatalabbnak tűnnek, mint azt a jelenlegi csillagfejlődési elméletek előre jelezték. A kérdés az, hogy honnan szereznek ezek a csillagok energiát, amikor már rég az “üzemanyag” készleteik végén kellene járniuk?

Mindez azért is fontos mert ezen csillagok léte nincs összhangban a jelenlegi csillag-evolúciós elméletekkel sem. Ez utóbbiak a csillagok kora, fényessége, mérete és hőmérséklete között jól megalapozott összefüggéseken alapulnak, de ez alapján ebben a formában egyszerűen nem fordulhatnának elő a Tejútrendszer középpontjánál megfigyelt csillagok. Ez az úgynevezett S-halmaz ugyanis olyan egyedi tulajdonságokat mutat, amelyek máshol nem megtalálhatóak: a galaktikus központhoz való közelség, a halmaz csillagainak a váratlanul fiatal megjelenése, valamint a nehéz csillagok nagy száma.

Isabelle John, a Stockholmi Egyetem asztrorészecskefizikai doktorandusza, aki a mostani, a tudományos lektoráláson még át nem esett publikáció vezető szerzője, a következőképp vezette fel ezt a kozmikus rejtélyt:

“A csillagok hidrogént égetnek el a magfúzió során. Az ebből fakadó külső nyomás kiegyenlíti a gravitációs erők befelé irányuló nyomását, és stabil egyensúlyban tartja a csillagokat.”

A kutatók azt szimulálták, hogy ezek a “halhatatlan csillagok” vajon képesek-e energiát nyerni a galaktikus központban bőségesen előforduló sötét anyagból. Az eredmények szerint pedig a sötét anyag csillagokon belüli megsemmisülése hasonló nyomást biztosíthat, mint a magfúzió, ami így lehetővé teheti a csillagok számára, hogy a sötét anyagot egyfajta végtelen és folytonos üzemanyagforrásként használják. Mint John hozzátette:

“Szimulációink azt mutatják, hogy ha a csillagok nagy mennyiségű sötét anyagot tudnak összegyűjteni, ami a csillag belsejében megsemmisül, ez hasonló külső nyomást biztosíthat, ami stabillá teszi a csillagot méghozzá éppen a sötét anyag megsemmisülése, nem pedig a magfúzió által. Így a csillagok a sötét anyagot használhatják hidrogén helyett üzemanyagként. A fontos különbség az, hogy a hidrogén véges, ezt a csillagok mind felhasználják, ami végül a halálukhoz vezet. Másrészt viszont a sötét anyagot a csillagok folyamatosan gyűjthetik.”

Mindez egybecseng azzal, hogy a feltételezések szerint a galaxis központjában a sötét anyag nagyobb mennyiségben fordul elő – ami pedig tehát egybeesik e csillagok elhelyezkedésével. Mint a vezető szerző elmondta:

“A Tejútrendszer nagy részében a sötét anyag sűrűsége nem elég nagy ahhoz, hogy hatással legyen a csillagokra. A Galaktikus Központban azonban a sötét anyag mennyisége nagyon magas, akár sok milliárdszor is magasabb, mint a Földön.”

A sötét anyag részecskéit eddig még nem sikerült kimutatni laboratóriumi kísérletekben, így az sem ismert, hogy ezek milyen erősen lépnek kölcsönhatásba a normál anyaggal, és milyen gyakran semmisítik meg egymást. Azonban a tanulmány szerint bizonyos értékek mellett a sötét anyag alapú energiatermelési mechanizmus tökéletesen megmagyarázta az S-halmaz csillagainak a megfigyelt tulajdonságait.

A magyarázat további megerősítéséhez a kutatók szerint több csillagot kell felfedezni a galaktikus központ közelében, és pontosabb méréseket kell végezni a már ismert csillagok paramétereiről, hogy megbízhatóan össze lehessen hasonlítani a megfigyeléseket az elméleti előrejelzésekkel. Remélhetőleg az ilyen megfigyelésekre a közeljövőben sor kerülhet a chilei Nagyon Nagy Teleszkóppal vagy a hawaii Keck Obszervatóriummal.

(Kép: az illusztráció a Tejútrendszer galaktikus központját ábrázolja, ahol a szupermasszív fekete lyuk gázkoronggal és csillaghalmazokkal van körülvéve, forrás: ESA–C. Carreau)