Уеб може да е забелязал “тъмни звезди”, направени от унищожаваща тъмна материя

Космическият телескоп “Джеймс Уеб” вече забеляза някои невероятни неща през първата си година от научните си операции, но ако ново проучване издържи вода, това може да е едно от най-важните открития на всички времена. Екип от астрофизици предполага, че три ярки обекта, открити от Webb в далечната вселена, могат да бъдат първите кандидати за „тъмни звезди“, хипотетични небесни обекти, захранвани от унищожаването на тъмната материя.

Безпрецедентната мощ на Webb позволява на астрономите да гледат по-надалече в космоса и назад във времето от всеки друг телескоп преди, но по този начин той продължава да открива неща, които пречат на нашето разбиране за космоса. Например, той продължава да забелязва галактики, които изглеждат твърде напреднали за възрастта си, ставайки твърде големи за твърде кратко време след Големия взрив. Независимо дали галактиките растат по-бързо, отколкото си мислехме, или Вселената е много по-стара, отколкото я смятаме, изглежда, че нещо в нашите модели се нуждае от промяна.

В ново изследване астрофизиците предлагат алтернатива – може би някои от обектите, които виждаме в ранната вселена, изобщо не са галактики, а „тъмни звезди“. Повече от просто оксиморон или култов научнофантастичен филм от 70-те, тъмната звезда е хипотетичен обект, който не свети от ядрен синтез като нормалните звезди, а вместо това генерира топлина от частици тъмна материя, които се унищожават една с друга в ядрото.

Ако съществуват, тъмните звезди биха били много по-големи от обикновените звезди, съдържащи маса от 10 милиона слънца и излъчващи яркост от 10 милиарда – макар и не във видима светлина, а в инфрачервена светлина. Те също биха били 10 000 пъти по-широки, което означава, че ако Слънцето беше тъмна звезда, то щеше да изпълни цялата слънчева система, като външната му повърхност се намира някъде близо до орбитата на Плутон.

Моделите предполагат, че тъмните звезди трябва да са възможни в ранната вселена и всъщност биха могли да помогнат да се обясни мистерията защо изглежда има толкова много големи галактики в ранната вселена. След като „горивото“ на тъмната материя в ядрата им се изчерпи, обикновената материя, която съставлява по-голямата част от звездата, се срива в черна дупка, потенциално осигурявайки семена за свръхмасивни черни дупки. Това може да ускори процеса на образуване на галактика. Други „твърде ранни“ галактики може просто да са тъмни звезди, тъй като биха изглеждали подобни от това разстояние.

Астрономите от новото проучване идентифицираха първите три кандидат-тъмни звезди в данните на Webb. Три ярки обекта, обозначени като JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z11-0, бяха открити от Webb през декември 2022 г. и се предполага, че са галактики, но спектроскопският анализ показва, че те имат някои от очакваните свойства на тъмните звезди.

Разбира се, колкото и очарователна да е идеята, това изследване е изключително спекулативно. Не само не знаем дали съществуват тъмни звезди, но не знаем напълно дали тъмна материя съществува, за да ги захранва на първо място. Дори тогава тъмната материя би трябвало да съществува в определена форма от няколко предложени форми, които може да приеме. Тук бръсначът на Окам не е на наша страна.

„По-вероятно е нещо в рамките на стандартния модел да се нуждае от настройка, защото предлагането на нещо изцяло ново, както направихме, винаги е по-малко вероятно“, каза Катрин Фрийз, съавтор на изследването. „Но ако някои от тези обекти, които изглеждат като ранни галактики, всъщност са тъмни звезди, симулациите на образуването на галактика се съгласуват по-добре с наблюденията.“

За щастие, като всяка добра хипотеза, тези тъмни звезди могат да бъдат тествани. Бъдещи наблюдения от Webb могат да изследват определени свойства, включително затъмняване или прекомерен интензитет на светлината при определени честотни ленти, което може да помогне за идентифицирането на тези обекти.

Изследването е публикувано в списанието PNAS.

източник: Тексаски университет в Остин