سمسون

کوتوله‌های قهوه‌ای با سوخت ماده تاریک امکان پذیر در مرکز کهکشان‌ها مخفی شده باشند. اگر ستاره‌شناس‌ها بتوانند این ستاره‌ها را رصد کنند، می‌توانند به چگونگی برهم‌کنش ماده‌ی تاریک با ماده معمولی پی ببرند.

کوتوله‌های قهوه‌ای، توپ‌های عظیم گازی با جرمی بین ۱۳ تا ۷۲ برابر سیاره مشتری می باشند، اما از ستاره‌ها کوچک‌ترند و مواد کافی را برای همجوشی هیدروژنی در هسته‌ی خود ندارند. اغاز‌ای که یک جرم می‌تواند همجوشی هیدروژنی را اغاز کند و به ستاره تبدیل بشود، حد گداخت هیدروژنی نامیده می‌بشود و درحدود ۰٫۰۷۵ برابر جرم خورشید است.

جونا کرون از دانشگاه دورهام بریتانیا و همکارانش اکنون دریافته‌اند که اگر کوتوله‌های قهوه‌ای میزبان ماده تاریک باشند و با نابودکردن آن، انرژی آزاد کنند، حد گداخت هیدروژنی می‌تواند بالاتر باشد. بر پایه محاسبات کرون و گروهش، این انرژی اضافی می‌تواند علتانبساط کوتوله‌ی قهوه‌ای بشود و اندکی آن را سرد کند؛ به این علت به یک کوتوله قهوه‌ای بزرگ‌تر نیاز داریم تا به دماهایی برسد که برای اغاز گداخت هیدروژنی ملزوم است.

پژوهشگرها برای محاسبه ویژگی‌های کوتوله‌های قهوه‌ای میزبان ماده تاریک که کوتوله‌های تاریک هم نامیده خواهد شد، به معادله‌ای دست یافتند که سختی داخلی کوتوله تاریک را به مقدار انرژی آن مرتبط می‌سازد. بر پایه این معادله می‌توان ویژگی‌های کلیدی این اجرام همانند اندازه و دما و تغییراتشان را به مرور زمان محاسبه و آن‌ها را با کوتوله‌های قهوه‌ای معمولی قیاس کرد که انرژی اضافی ماده تاریک را ندارند.

برخلاف کوتوله‌های معمولی که به مرور زمان سرد خواهد شد و به اندازه‌ی کافی درخشان نیستند، کوتوله‌های تاریک می‌توانند برای زمان نسبتا طویل درخشش خود را نگه داری کنند. این چنین امکان پذیر این اجرام از طریق افزایش سطح لیتیم قابل شناسایی باشند؛ چون از آنجایی که کوتوله‌های تاریک اندکی سردتر از کوتوله‌های قهوه‌ای می باشند، نمی توانند به اندازه‌ی همتایان فاقد ماده تاریک خود، لیتیم بسوزانند. اگر ستاره‌شناس‌ها جمعیتی از کوتوله‌های قهوه‌ای را رصد کنند که دارای این ویژگی‌ها باشند، تحلیل‌های آماری می‌توانند نشان دهند این اجرام با ماده تاریک تحکیم خواهد شد یا خیر.

دقت به آثار عینی برای رصد کوتوله‌های تاریک شوق‌انگیز است. ابزارهای جدیدی همانند تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا و تلسکوپ آینده‌ی نانسی گریس رومن می‌توانند آثار افزایش لیتیم را کشف کنند. به‌حرف های‌ی کرون، دقیقا اشکار نیست کجا می‌توان این چنین کوتوله‌های قهوه‌ای را کشف کرد؛ اما این اجرام به غلظت نسبتاً بالایی از ماده تاریک نیاز دارند که به نظر می‌رسد این ویژگی را تنها بتوان در نزدیکی مرکز کهکشان اشکار کرد.

اگر کوتوله‌های تاریک را شناسایی کنیم، آن‌گاه می‌توانیم بگوییم ماده تاریک تا چه مقدار با ماده معمولی برهم‌کنش دارد. با این‌حال حتی در آن صورت نمی‌توان چیزی درمورد‌ی جرم ذرات ماده‌ی تاریک فهمید؛ چون این ماده در معادلات مورد منفعت گیری‌ی پژوهشگرها بی‌تاثییر است.