Темную материю могут искать по звездным «подмигиваниям»

Астрономы предложили новый метод поиска темной материи, которая может состоять не из элементарных частиц, а из макроскопических экзотических объектов, свободно блуждающих в космическом пространстве. Соответствующее исследование было опубликовано на сервере препринтов arXiv в ноябре 2025 года.

Альтернатива частицам: бозонные звезды и Q-шары

Поиски гипотетических частиц темной материи пока не принесли результатов, что заставляет ученых рассматривать альтернативные модели. Согласно одной из них, темная материя может состоять из так называемых экзотических астрофизических темных объектов (EADO). В работе рассмотрены два возможных кандидата.

Первый тип — бозонные звезды. Они могут формироваться из сверхлегких частиц, в миллионы раз легче нейтрино. На галактических масштабах такие частицы проявляют волновую природу и способны под действием гравитации собираться в устойчивые сгустки — аналоги звезд, но не излучающие света.

Второй тип — Q-шары (Q-balls). В этой модели темная материя представляет собой квантовое поле, которое в определенных условиях способно образовывать устойчивые сферические конфигурации гигантских размеров, сравнимых со звездами. Эти объекты также не испускают электромагнитного излучения и остаются невидимыми для традиционных телескопов.

Метод обнаружения через гравитационное линзирование

Поскольку такие объекты не излучают свет, обнаружить их можно лишь косвенно — по гравитационному воздействию на свет далеких звезд. Метод основан на явлении микролинзирования: если темный объект проходит на линии наблюдения между Землей и фоновой звездой, его гравитация искривляет и усиливает свет звезды. Для наблюдателя это выглядит как кратковременное смещение положения звезды на небе с последующим возвратом в исходную точку.

Роль миссии Gaia в поиске

Идеальным инструментом для такого поиска является космический телескоп **Gaia** Европейского космического агентства. Его основная задача — высокоточная астрометрия, то есть измерение положений и движений миллиардов звезд. Ученые предлагают проанализировать архивы данных Gaia на предмет аномальных кратковременных смещений звезд, которые могли бы быть вызваны пролетом темных объектов.

Расчеты показывают, что если такие объекты существуют и составляют значительную часть темной материи, Gaia могла бы зафиксировать от нескольких десятков до нескольких тысяч подобных событий. Если же сигналы обнаружены не будут, это позволит установить строгие ограничения на возможную распространенность бозонных звезд и Q-шаров во Вселенной.

Таким образом, новый метод предлагает проверить альтернативную гипотезу о природе темной материи, используя уже накопленные данные, и может привести либо к ее обнаружению, либо к сужению круга возможных объяснений этой фундаментальной загадки космологии.