Ruskí fyzici uskutočnili numerickú simuláciu formovania miestnych štruktúr z tmavej hmoty. Táto práca sa týka populárnych modelov neviditeľnej hmoty, ako sú napríklad osy a Fuzzy Dark Matter. Vedci prišli na to, že v našom vesmíre môžu existovať analógy hviezd z temnej hmoty. Predtlač s výsledkami je zverejnená na webovej stránke arXiv.org.
Rôzne astronomické pozorovania nesúhlasia s predpokladom, že väčšina hmoty vo vesmíre je obsiahnutá v svetelnej hmote, ako sú hviezdy, a plyn s nimi spojený. V súčasnosti najbežnejšie akceptovaným vysvetlením tohto rozporu je hypotéza o temnej hmote, ktorá predpokladá existenciu látky transparentnej pre elektromagnetickú interakciu, ktorá predstavuje väčšinu hmoty. Takáto hmota by mala okolo galaxií vytvárať obrovské škrupiny - svätožiary. Teoretici navrhli mnoho modelov tmavej hmoty, väčšina z nich ju popisuje prostredníctvom zatiaľ neobjavených elementárnych častíc s rôznymi vlastnosťami.
Nová práca skúma formovanie stabilných miestnych útvarov temnej hmoty, ktoré sa zachovávajú vďaka gravitácii podobne ako bežné hviezdy. Článok predpokladá, že častice tmavej hmoty sú bozóny a výsledné štruktúry sú akumuláciou Bose-Einsteinovho kondenzátu, to znamená, že závery sú platné pre také populárne modely neviditeľnej hmoty, ako sú axie a „rozmazaná“tmavá hmota. Charakteristickým znakom práce bolo modelovanie v rámci čisto kinetického režimu bez zohľadnenia vzájomnej interakcie častíc tmavej hmoty. Autorom sa po prvý raz podarilo preukázať, že hviezdy Bose môžu kondenzovať iba vďaka gravitácii, takže nie je potrebné robiť nijaké predpoklady o samočinnom pôsobení temnej hmoty.
Osi navrhli teoretickí fyzici ako riešenie problému pozorovaného porušenia CP-invariance (súčasné nahradenie všetkých častíc antičasticami a zrkadlový odraz systému v priestore). Mali by mať nízku hmotnosť, slabo interagovať so známymi časticami a rozpadať sa na dva fotóny. „Rozmazaná“tmavá hmota sa skladá z častíc extrémne malej hmotnosti. Je taká malá, že zodpovedajúca de Broglieova vlnová dĺžka (mierka, v ktorej sa prejavujú kvantové vlastnosti tela) je porovnateľná s veľkosťou galaxií. V tomto prípade sa ukáže, že častice sú „rozmazané“na obežných dráhach okolo galaxií, rovnako ako elektróny vytvárajú oblaky v atómoch, a nie sú to bodové častice na obežných dráhach jadier.
Autori dospeli k záveru, že hviezdy Bose z axiónov sa môžu dobre narodiť počas života vesmíru a ich typická hmotnosť bude veľmi malá - budú centrálnymi objektmi v miniklustoch 10 - 13 slnečných hmôt. Ak budú naďalej hromadiť častice, môžu prekročiť kritickú veľkosť a explodovať - takáto udalosť je kandidátom na úlohu zdroja rýchlych rádiových výbuchov. V prípade „rozptýlenej“tmavej hmoty môžu také hviezdy vzniknúť aj za relatívne krátky čas. Navyše s určitou hmotnosťou takýchto častíc tento model rieši problém nedostatku trpasličích satelitov veľkých galaxií, ako je napríklad Mliečna cesta: z numerických modelov vyplýva, že náš hviezdny systém by mal mať veľa desiatok satelitov a pozoruje sa oveľa menej. Ak je teória „rozmazanej“tmavej hmoty správna, potom trpasličie svätožiaryktoré sa mali stať počiatočným základom pre malé galaxie, sa podarilo skondenzovať na oveľa menšie hviezdy, ktoré nie sú schopné udržať okolo seba množstvo bežnej hmoty. Je však potrebné poznamenať, že táto teória je veľmi obmedzená inými astronomickými pozorovaniami, takže z nej zostáva len malý rozsah možných hmotností častíc.