Космос уже долгое время является неотъемлемой частью нашей жизни. С тех пор как мы начали понимать свое окружение, мы часто смотрим на звезды в поисках ответов, вдохновения и успокоения. Наблюдение за ними породило множество идей для создания сотен кинолент и написания тысяч различных книг. На наших знаниях о космосе созданы календари и гороскопы, в которых описывается, как расположение астрономических объектов может определять индивидуальные черты нашего характера и предсказывать важные события в нашей жизни.

Космос вдохновил и продолжает вдохновлять множество визионеров будущего. Мы пытаемся разработать методы и пути к межзвездным путешествиям, созданию космических коммуникационных сетей и даже рассматриваем вероятности путешествий во времени через кротовые норы.

Представленные в сегодняшнем списке объекты выглядят так, как будто взяты из какой-то старой научно-фантастической книги. Однако множество ученых считают, что они могли бы существовать где-то в бескрайних просторах космоса, и нам остается лишь их найти, чтобы в этом убедиться. Поэтому сегодня поговорим о самых интересных гипотетических астрономических объектах, которые могут существовать на самом деле.

Чёрные карлики

Израсходовав горючее, звёзды, подобные нашему Солнцу, превратятся в сферы диаметром с Землю, состоящие из очень компактного материала – каждый его кубический сантиметр будет весить около тонны. И хотя после этого они ещё будут светиться, будучи раскалёнными добела, мы называем такие объекты белыми карликами. Поскольку белые карлики уже не выжимают свет из термоядерных реакций, они постепенно остывают. Через сотню миллионов миллиардов лет такой карлик, наконец, достигнет равновесия с фоновой температурой окружения, и станет абсолютно тёмным. Нашей Вселенной нет и 14 миллиардов лет, поэтому пока их искать смысла нет. Но пройдёт время, и наше небо станет кладбищем звёздных трупов – чёрных карликов. Вероятность их существования – почти наверняка, надо только подождать.

Объект Ландау – Торна – Житков

К счастью, до ухода нашего Солнца в отставку остаётся ещё несколько миллиардов лет. И перед тем, как отключить свой двигатель, наша звезда перестанет так сильно притягивать свою атмосферу, и позволит своей талии расшириться, превратившись в красного гиганта. Пока неясно, попадут ли изжарившиеся останки Земли в границы раздувшейся звезды, или же постепенная потеря Солнцем массы приведёт к тому, что земная орбита будет постоянно расширяться. Если планете доведётся встретиться с атмосферой, то омывающая её плазма наверняка затормозит её движение, после чего она по спирали быстро упадёт внутрь звезды. Но что, если бы вместо нашей каменной планетки на орбите находился объект помощнее – к примеру, ещё одна звезда? Могла бы она продержаться подольше, нарезая вокруг своего компаньона-красного гиганта круги наподобие космической золотой рыбки, кружащей в адском аквариуме? Такова общая идея объекта Ландау – Торна – Житков. Его назвали в честь физиков Льва Ландау, Кипа Торна и Анны Житков. В 1977 году они просчитали, что произойдёт при слиянии красного супергиганта и нейтронной звезды, находящихся в определённых условиях. По их подсчётам выходило, что нейтронная звезда может дрыгаться внутри красного гиганта лет двести, после чего сольётся с его ядром, сформировав при этом либо более тяжёлую нейтронную звезду, либо, при наличии достаточной массы, сколлапсировав в чёрную дыру. В 2014 году астрономы решили, что нашли пример такого объекта – звезду HV 2112. Не все исследователи поддерживает такую точку зрения, и считают существование подобных гибридов неподтверждённым. Вероятность существования: достаточно большая. Цифры сходятся, их нужно только найти.

Бозонные звёзды

Согласно Стандартной Модели в физике, частицы бывают двух типов. Команду фермионов представляют строительные кирпичики материи, кусочки реальности, не накладывающиеся друг на друга, благодаря чему образуются атомы и растут молекулы. В команде бозонов присутствует зоопарк частиц, управляющих поведением физических взаимодействий, благодаря которым фермионы держатся друг за дружку или отталкиваются друг от друга, порождая всё, от ядерного распада до спектра света и всей химии целиком. В отличие от фермионов, у бозонов нет проблем с тем, чтобы находиться в одной точке пространства. Там, где уже есть 20 бозонов, всегда найдётся место ещё для 20. Теоретически есть одна лазейка, из-за которой поведение бозонов станет менее дружеским. Гипотетический бозон аксион может обладать небольшой массой и отталкиваться от других аксионов, собравшихся в комок. Достаточно большое количество аксионов вместе создадут сбалансированное облако, которое не будет блокировать свет и излучать собственный. Как и с чёрными дырами, найти такие тёмные бозонные звёзды мы сможем только по их гравитационному влиянию на окружение. Их существование могло бы помочь объяснить природу тёмной материи. Могло бы. Вероятность существования: низкая. Пока убедительных свидетельств существования аксионов у нас нет.

Рыхлый шар даркино

Мы уже находимся в начале очередного десятилетия XXI века, а до сих пор понятия не имеем, что это за такое странное явление – тёмная материя. Состоит ли она из медленно движущихся частиц? Взаимодействуют ли они сами с собой? Концентрируется ли она в чёрные дыры, или больше похожа на туман? Высказав достаточно широкие предположения о её природе – допустим, это частицы малой массы, притягивающиеся друг к другу, по размеру гораздо меньше электрона – мы сможем предположить, что достаточно большое количество этого вещества может стечься к центру галактики и сформировать гигантский шар. Из-за их крохотной массы этот шар будет окружать туманное гало из частиц тёмной материи, медленно движущихся к центру. Перед тем, как они сколлапсируют в чёрную дыру, их общая масса будет сравнимой с несколькими миллионами солнц. Очень много допущений, и всё же они могут объяснить, почему объекты близ хаотичного центра Млечного Пути двигаются не совсем так, как если бы они вращались вокруг более компактной массы. Гравитационное притяжение этого рыхлого шара из фермионов, которым дали название «даркино», сможет стянуть к себе достаточно массы для того, чтобы объяснить орбиты этих объектов. Вероятность существования: довольно низкая. Сначала нужно понять, что собой представляет тёмная материя.

Антизвёзды

Для появления такой вселенной, как наша, требуется реализация впечатляющей по объёму акции «два по цене одного». На каждую частицу, появляющуюся из небытия в бурлящем океане квантовой пены, должна появиться частица из антиматерии с противоположным зарядом. Однако встретившись, эти частицы вновь исчезнут, оставив после себя лишь облачко излучения. Судя по тому, сколько материи нас окружает, 13,8 миллиарда лет назад очень много материи почему-то не уничтожилось. Либо по какой-то причине большое количество антиматерии не появилось, либо она где-то спряталась или исчезла до того, как успела взаимно уничтожиться с полной вещества Вселенной. Это одна из загадок, над которой усиленно бьются физики. Забавно, однако, что если где-то в ночном небе будет висеть звезда, состоящая из пропавшей антиматерии, со стороны она будет выглядеть как любой другой ослепительный газовый шар. Единственным намёком на её природу будут характерные вспышки гамма-излучения, возникающие когда её атомы антиводорода аннигилируют с редкими клочками материи, врезающимися в неё. Недавно астрономы опубликовали результаты наблюдения, искавшего подобные характерные вспышки. Убрав всё лишнее, учёные остановились на списке из 14 кандидатов в антизвёзды. Это не означает, что в нашем Млечном Пути реально есть больше десятка звёзд, состоящих из антиматерии. Они всё равно могут оказаться известными источниками гамма-излучения типа пульсаров или чёрных дыр. Но если антизвёзды существуют, то такое гамма-мерцание как раз будет характерным для них. Вероятность существования: чрезвычайно низкая. Однако мог бы получиться хороший эпизод сериала «Звёздный путь».

Звезды-зомби

Как становится понятным из самого названия, это звезды, которые каким-то образом в буквальном смысле вернулись к жизни. Все мы слышали о сверхновых, которые нередко называют смертельной агонией звезды. Так вот, в большинстве случаев сверхновые на самом деле представляют финальную фазу жизни звезды, когда они в буквальном смысле взрываются и полностью уничтожаются. Однако ученые в NASA считают, что сверхновые могут оставлять после себя часть умирающей карликовой звезды. Впервые о возможности появления звезд-зомби астрономы заговорили, когда провели наблюдение за тусклой синей звездой, кормящей своей энергией более крупную звезду-компаньона. Этот процесс в конечном итоге привел к появлению относительно небольшой сверхновой звезды, получившей классификацию «Type Iax». Она не очень яркая и источает не так много звездной массы, как это делают сверхновые класса «Type Ia». На данный момент это единственный из известных процессов, приводящий к взрыву белых карликов. Как правило, звезды, которые взрываются в конце своего жизненного цикла, массивные и имеют относительно короткие временные переходные циклы. Белые карлики, в свою очередь, холоднее, живут дольше и обычно не взрываются. Вместо этого они рассевают свою массу, создавая планетарную туманность. Специалисты NASA говорят, что обнаружили уже порядка 30 сверхновых подкласса Type Iax, оставивших после себя выживших белых карликов. Однако требуются дополнительные исследования и наблюдения, чтобы подтвердить их существование.

Белые дыры

О белых дырах теоретизируют ученые, занимающиеся черными дырами. Работая со сложными математическими моделями, описывающими черные дыры, астрономы обнаружили, что при наличии сингулярности в центре черной дыры, не имеющей массы, или при отсутствии массы внутри горизонта событий может быть создана белая дыра. Модели говорят, что если бы белые дыры действительно существовали, то их поведение было бы полностью противоположно черным. То есть вместо поглощения абсолютно всей материи, их окружающей, они бы «выплевывали» ее во Вселенную. Однако те же модели говорят, что белые дыры могут существовать только в том случае, если внутри их горизонта событий нет никакой материи. В противном случае даже один атом материи, вошедший внутрь горизонта событий белой дыры, будет способен вызывать ее коллапс и полное исчезновение. То есть если белые дыры когда-то и существовали бы в начале бытия нашей Вселенной, их жизненный цикл был бы очень коротким, так как Вселенная заполнена материей.

Сфера Дайсона

Концепт сферы Дайсона был впервые представлен Фрименом Дайсоном, американским физиком и астрономом, исследовавшим эту идею посредством мысленного эксперимента. Он представил сферу огромного радиуса, окружающую звезду и выступающую в роли коллектора солнечной энергии. По его мнению, достаточно развитая в технологическом плане цивилизация сможет использовать некую «оболочку», или «кольцо материи» (дословно), с помощью которых можно будет собирать до 100 процентов излучаемой звездой энергии и передавать ее на планету. Дайсон представил эту «сферу» в качестве попытки объяснить возможность существования внеземной жизни во Вселенной. Обнаружение подобного объекта где бы то ни было во Вселенной станет прямым доказательством наличия высокоразвитой инопланетной цивилизации. Если мы однажды обретем технологии, которые позволят нам создать сферу Дайсона вокруг Солнца, то мы сможем генерировать 384 йотаватта энергии, что по сути является всей генерируемой мощностью ядра Солнца.

Кварковые звезды

Кварковые, или, как их еще называют, «странные» звезды, – это звезды, состоящие из так называемой «кварковой материи», элементарных частиц обычной материи. Астрономы считают, что подобные звезды могут создаваться после того, как у среднеразмерных звезд (примерно в 1,44 раза меньше нашего Солнца) заканчивается топливо для поддержания термоядерной реакции и они переходят в коллапсирующую стадию своего жизненного цикла. При коллапсе протоны и электроны сжимаются друг с другом настолько сильно, что в итоге формируют нейтроны. Однако ученые предполагают, что если звезда обладает достаточно большой массой и продолжает коллапсировать после этой стадии, то созданные нейтроны под колоссальным давлением могут разбиваться на кварки, создавая удивительно плотную форму материи. В научной статье, опубликованной в 2012 году, рассказывается гипотетический характер и природа этих странных звезд. Авторы работы объясняют, что эти звезды могут быть окутаны тонкой ядерной «корой» из тяжелых ионов, погруженных в электронный газ. Но не всегда. Иногда эта кора может отсутствовать. В таком случае кварковые звезды начинают производить очень мощные электрические поля до 10^19 В/см (вольт на сантиметр).

Океанические планеты

Как предполагает само название – поверхность океанических планет, или водных миров, может быть полностью покрыта бескрайними океанами. Идея о водных мирах стала популярной, когда аэрокосмическое агентство NASA объявило о существовании двух планет за пределами нашей Солнечной системы: Kepler-62e и Kepler-62f. Ученые подозревают, что эти планеты могут быть океаническими мирами и содержать богатую разнообразную океаническую жизнь. ВВ работе, опубликованной в июне 2004 года, объясняется, как этот тип планет может формироваться. Считается, что подобные планеты могут появляться только на относительно большом удалении от своих родных звезд и уже затем медленно начинают к ним приближаться (примерно за период около 1 миллиона лет). Через время планета становится в 5-10 раз ближе к звезде, чем изначально была сформирована. В статье также обсуждается внутренняя структура таких планет, а также то, насколько глубокими могут быть их океаны и какая атмосфера может покрывать эти водные миры.

Хтонические планеты

Идея хтонических планет стала популярной благодаря планете Осирис, находящейся примерно в 153 годах от Солнечной системы. Ученые аэрокосмического агентства NASA были удивлены, когда обнаружили углерод и кислород в атмосфере планеты, находящейся за пределами Солнечной системы. Однако позже выяснилась еще одна интересная деталь – атмосфера Осириса очень быстро испаряется. На базе этого исследователи вывели новый класс планет, называющихся хтоническими. Становятся они ими тогда, когда газовые гиганты, похожие на наш Юпитер, выходят на критический уровень сближения со своими родными звездами. В этом случае внешние слои их атмосферы начинают быстро испаряться. По своей сути Хтонические планеты являются останками некогда больших газовых гигантов, утративших свою газовую оболочку и обнаживших свое плотное центральное ядро.

Преонные звезды

Гипотетические преонные звезды могут являться продолжением кварковых. Когда звезда сожмется настолько, что превратится в кварковую звезду, но при этом по-прежнему сохранит достаточно массы, чтобы продолжать процесс коллапса, то кварки, по мнению ученых, начнут разделяться на преоны. КК настоящему моменту наукой не найдено способа разделения кварков на преоны. Тем не менее если кварки из них действительно состоят, то теоретически звезда будет способна достигнуть еще более плотного состояния.

Галактики-призраки

Так называемые галактики-призраки – это темные галактики, обладающие очень малым количеством звезд. Они настолько неэффективны в создании новых светил, что в основном состоят из газа и пыли, что делает их практически невидимыми. Они по-прежнему считаются гипотетическими объектами, однако астрономы склонны считать, что галактики-призраки могут существовать на самом деле. В 2012 году международная группа ученых заявила, что обнаружила первую такую темную галактику. Для подтверждения результатов требуется проведение большего анализа данных. Еще к галактикам-призракам приписывают также и другой вид галактик. Их особенность заключается в том, что они до 99 процентов состоят из темной материи. Одну из таких галактик, получившую название Dragonfly 44, нашли в 2014 году. По массе она не уступает Млечному Пути, но при этом обладает в 100 раз меньшим по сравнению с нашей галактикой количеством звезд. Если нам когда-нибудь удастся более подробно за ней понаблюдать и изучить, то эта информация серьезно повысит наш багаж знаний о процессе формирования как самих галактик, так и темной материи.

Космические струны

Космические струны – это сама по себе безумная идея, но самое безумное в ней заключается в том, что они могут существовать на самом деле. Эти струны представляют собой некие дефекты в ткани пространства и времени и появились вскоре после зарождения Вселенной. Если бы имелась возможность взаимодействовать с одной из таких струн, то, согласно теориям, можно было бы создать «закрытую кривую времени», позволяющую путешествовать обратно во времени. Ученых настолько заинтересовали космические струны, что они стали думать над тем, как на их базе можно было бы создать машину времени. По их мнению, если поместить две струны достаточно близко друг к другу или соединить струну с черной дырой, то можно создать целый массив таких закрытых временных кривых, перемещаясь в пространстве и времени. Несмотря на то, что убедительных доказательств в их существовании пока обнаружено не было, есть косвенные признаки их присутствия в ткани Вселенной. Это, в частности, показывает наблюдение за квазарами, а также некоторыми галактиками. Как говорят ученые, увидеть саму космическую струну невозможно, но она, как любой очень массивный объект, создаёт эффект гравитационного линзирования – заставляет свет от источников, находящихся за ней, её огибать.

Железная звезда

Термоядерные реакции, при которых лёгкие атомные ядра преобразуются в более тяжёлые, являются основным источником звёздной энергии. Они протекают следующим образом: водород превращается в гелий, гелий – в углерод, углерод – в кислород, кислород – в кремний, и, наконец, кремний – в железо. Синтез железа требует больше энергии, чем выделяется, поэтому железо – последняя стадия. Добрая половина звёзд умирает еще до «возгорания» углерода, остальные же, достигнув этой или следующей ступени, взрываются в виде сверхновой. Но может ли существовать звезда, полностью состоящая из железа и при этом вырабатывающая энергию? Да, в теории может – за счёт холодного нуклеосинтеза, идущего путём эффекта квантового туннелирования. Это когда частица преодолевает барьер, который в обычной жизни преодолеть бы не смогла. Например, если вы бросите резиновый мячик в бетонную стену, он отскочит, ударившись об неё. Но в квантовой механике есть маленький шанс, что мячик пройдёт сквозь стену и стукнет по макушке человека, которому не повезло оказаться позади стены. Железная звезда должна быть невероятно массивной, чтобы в ней постоянно шли термоядерные реакции. Поскольку железо – довольно редкий по космическим меркам элемент, считается, что первая железная звезда появится через 10^1500 лет, что значительно больше нынешнего возраста Вселенной.

Квази-звезда

Такие гипотетические объекты могли существовать исключительно в ранней истории Вселенной. Эти древние звёзды черпают энергию вовсе не из термоядерных реакций, как их современные «сородичи», а светятся благодаря излучению, которое генерируется в результате засасывания материи в черную дыру. По сути, квази-звезда – это огромная протозвезда (находящаяся на заключительном этапе своего формирования) с небольшой чёрной дырой в центре. Оболочка такой звезды настолько массивная, что при взрыве она не рассеивается в окружающем космосе, как это происходит с обычными сверхновыми. Для того чтобы лучше понять принцип излучения квази-звезды, в качестве наглядного примера возьмём петарду, окружённую тончайшей бумагой. Если петарда взорвётся, бумага улетит в сторону, и чёрная дыра, возникшая в результате взрыва, не сможет её поглотить. Но если окружить петарду слоем кирпича, взрыв не разрушит столь прочный материал, и впоследствии он будет «съеден» чёрной дырой. Такая «подкормка» сопровождается огромным выделением лучистой энергии.

Сверхгалактика

Гипотетический объект, предложенный в середине прошлого века французским астрофизиком Жераром Анри де Вокулёром. Представляет собой крупномасштабную структуру, примерно соответствующую местному скоплению галактик. Сверхгалактика похожа на гигантскую горошину диаметром в сто миллионов световых лет. Её центр находится в области созвездия Девы. Космологи признают гипотезу Вокулёра неправдоподобной из-за расширения Вселенной и разбегания галактик.

Тёмная галактика

Такие объекты состоят из небольшого количества звёзд или вовсе их не содержат. Зато в них присутствует большое количество тёмной материи, проявляемой гравитационно. На сегодняшний день существование тёмных галактик не доказано, хотя на их роль претендуют два кандидата – «голый квазар» HE0450−2958 и галактика VIRGOHI21.

Немезида

Труднообнаруживаемая гипотетическая звезда, которая может быть спутником нашего Солнца. Считается, что находится она за облаком Оорта на расстоянии 50−100 тысяч световых лет. Предположение о Немезиде было выдвинуто для объяснения наблюдаемой цикличности массовых вымираний живых организмов на Земле, которые происходят приблизительно раз в 26 млн. лет. Считается, что как минимум два периода вымираний спровоцированы внеземными факторами, а именно – падением астероида или крупной кометы. Астрономы разработали механизм этого явления. При движении к Солнцу гипотетическая звезда-компаньон производит возмущение комет в облаке Оорта, в результате чего они попадают во внутренние области Солнечной Системы и сталкиваются с Землёй. Название звезде было дано в честь древнегреческой богини возмездия – Немезиды. Скорее всего, она является красным или коричневым карликом и в настоящее время находится в 1,5 световых лет от нас. Но большинство учёных считают, что Солнце – одинокая звезда и никакого компаньона у него нет. Да и сама гипотеза о периодичности массовых вымираний является весьма сомнительной.

Мало кто из астрономов XIX века, силившихся разглядеть в телескоп небесные тела на мерцающем небосводе, мог предположить космические чудеса, ожидавшие своего открытия в следующем веке.

Настолько плотные звёзды, что чайная ложка такой материи будет весить, как гора. Настолько компактные объекты, что ничто не может преодолеть их гравитационное притяжение. И даже галактики ещё предстояло открыть.

Развитие теории и технологии открыло нам Вселенную, и позволило не только видеть невидимое, но и слышать поступь далёких тёмных гигантов. Сложно представить, что от нас что-то ещё может скрываться – однако всё же гипотетически могут существовать объекты, от которых у вас голова пойдёт кругом.

Возможно, в будущем астрономы обнаружат и их.