14,6 тыс подписчиков
Возможно, «Джеймс Уэбб» сделал одно из самых важных открытий в астрономии, после, разве что, обнаружения чёрных дыр и реликтового излучения. Космический телескоп, как считают авторы нового исследования, открыл тёмные звёзды.
Во время обзора JADES «Джеймс Уэбб» обнаружил три объекта, получивших обозначения JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0, которые классифицированы как галактики ранней Вселенной. Но недавно астрофизики Космин Илие, Джиллиан Паулин и Кэтрин Фриз из Техасского университета предположили, что эти объекты могут быть первыми в истории наблюдения тёмными звёздами. В 2007 году эти же учёные выдвинули гипотезу о существовании таких объектов и предложили алгоритм их поиска, они же применили его для анализа найденных космической обсерваторией объектами, выделив эти три из всей массы.
Тёмные звёзды — это теоретически предсказанный тип звёзд, которые могли существовать на раннем этапе формирования Вселенной, ещё до того как могли сформироваться обычные звёзды. Тёмные звёзды должны состоять из барионной (нормальной) и тёмной материи, но высокая плотность последней могла генерировать тепло вследствие реакций аннигиляции между её частицами. Это тепло могло предотвратить сжатие таких звёзд до относительно компактных размеров современных звёзд и, следовательно, предотвратить реакции ядерного синтеза между атомами барионной материи. В рамках этой теории, тёмная звезда предсказывается как огромное облако водорода и гелия диаметром от 4 до 2000 астрономических единиц (1 а. е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца, т. е. примерно 150 млн км). Масса таких звёзд тоже должна быть приличной — миллионы масс Солнца. Температура таких звёзд настолько низка, что генерируемое ими излучение находится в инфракрасном диапазоне спектра и невидимо для невооружённого глаза. Возможно, тёмные звёзды всё ещё сохранились. Их можно легко принять за обычные облака молекулярного водорода, но у них есть крайне необычный признак, по которым можно легко определить, что перед нами именно что тёмная звезда. Из-за аннигиляции тёмной материи они должны испускать больше гамма-излучения и нейтрино, чем обычные облака. Современные тёмные звёзды пока считаются гипотетическим объектами, так как они постепенно всё-таки должны коллапсировать в сверхмассивные чёрные дыры.
Так чем же исследователей привлекли эти древние объекты на снимке «Джеймса Уэбба»? Они имеют особенности, которые не предусмотрены теорией образования галактик, но хорошо согласуются с предположением о том, что это — единичные гигантские объекты, которым тёмная материя пока не даёт сжаться. Об этом говорит и анализ их спектра. Но есть ещё кое-что. Дело в том, что «Джеймс Уэбб», способный видеть дальше предыдущих телескопов (причём не только в пространстве, но и во времени, ведь скорость света ограничена), начал обнаруживать слишком уж тяжёлые сверхмассивные чёрные дыры и слишком крупные галактики, которые не могли образоваться так рано по современным представлениям людей о прошлом Вселенной. Этот факт вызывает большой интерес, так как ставит под сомнение предполагаемый возраст Вселенной, и, как некоторые считают, даже теорию Большого взрыва. Тёмные звёзды могут прояснить загадку подозрительно больших объектов ранней Вселенной, ведь они, как мы писали ранее, через некоторое время коллапсируют сверхмассивные чёрные дыры. Возможно, они и стали теми самыми подозрительно тяжёлыми чёрными дырами, что были найдены «Джеймсом Уэббом». Также тёмные звёзды проясняют природу тёмной материи. Если они существуют, то существует и тёмная материя как некое вещество, т. е. это не какая-то особенность гравитации или другие явления, предполагаемые альтернативными гипотезами.
Конечно, мы пока только предполагаем, что JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0 — тёмные звёзды. Но как это часто бывает, подобные громкие заявления в научном мире привлекают новых исследователей, что изучают явление новыми инструментами и новыми методами, делая иногда неожиданные и даже революционные открытия. Будем надеяться, что так будет и в этот раз!
На изображении: кандидаты в тёмные звёзды. Цвета условные.
3 минуты
25 июля 2023