Космічний телескоп Джеймса Вебба вже виявив кілька дивовижних речей за перший рік своєї наукової діяльності, але якщо нове дослідження підтвердиться, це може стати одним з найважливіших відкриттів усіх часів і народів. Команда астрофізиків припускає, що три яскраві об’єкти, виявлені Веббом у далекому Всесвіті, можуть бути першими кандидатами на роль “темних зірок” – гіпотетичних небесних об’єктів, що живляться за рахунок анігіляції темної матерії.
Безпрецедентна потужність “Вебба” дозволяє астрономам зазирнути далі в космос і назад у часі, ніж будь-який інший телескоп, але при цьому він продовжує відкривати речі, які ставлять під сумнів наше розуміння космосу. Наприклад, він продовжує виявляти галактики, які здаються занадто розвиненими для свого віку, стаючи занадто великими за надто короткий час після Великого вибуху. Незалежно від того, чи галактики ростуть швидше, ніж ми думали, чи всесвіт набагато старший, ніж ми вважаємо, здається, що щось у наших моделях потребує доопрацювання.
У новому дослідженні астрофізики пропонують альтернативу – можливо, деякі з об’єктів, які ми бачимо в ранньому всесвіті, зовсім не галактики, а “темні зірки”. Це не просто оксюморон чи культовий науково-фантастичний фільм 70-х. Темна зоря – це гіпотетичний об’єкт, який не світиться від ядерного синтезу, як звичайні зорі, а натомість генерує тепло від частинок темної матерії, що анігілюють одна з одною в ядрі.
Якби вони існували, темні зорі були б набагато більшими за звичайні зорі, містили б масу в 10 мільйонів Сонць і випромінювали б яскравість в 10 мільярдів – щоправда, не у видимому, а в інфрачервоному світлі. Вони також були б у 10 000 разів ширшими, а це означає, що якби Сонце було темною зіркою, воно заповнювало б усю Сонячну систему, а його зовнішня поверхня розташовувалася б десь поблизу орбіти Плутона.
Моделі припускають, що темні зорі могли існувати в ранньому всесвіті, і це могло б допомогти пояснити загадку, чому в ранньому всесвіті було так багато великих галактик. Після того, як “паливо” темної матерії в їхніх ядрах вичерпується, звичайна матерія, з якої складається більша частина зірки, колапсує в чорну діру, потенційно створюючи насіння для надмасивних чорних дір. Це може прискорити процес формування галактик. Інші “надто ранні” галактики можуть бути просто темними зорями, оскільки з такої відстані вони виглядають схожими.
Астрономи з нового дослідження визначили перші три темні зорі-кандидати в даних Вебба. Три яскраві об’єкти, позначені JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 і JADES-GS-z11-0, були відкриті “Веббом” у грудні 2022 року і вважалися галактиками, але спектроскопічний аналіз показав, що вони мають деякі з очікуваних властивостей темних зірок.
Звичайно, якою б захоплюючою не була ідея, це дослідження є надзвичайно спекулятивним. Ми не тільки не знаємо, чи існують темні зорі, але й до кінця не знаємо, чи існує темна матерія, яка їх живить. Навіть якщо так, темна матерія повинна існувати в певній формі з кількох запропонованих форм, які вона може приймати. Бритва Оккама тут не на нашому боці.
“Більш імовірно, що щось в рамках стандартної моделі потребує коригування, тому що пропозиція чогось абсолютно нового, як це зробили ми, завжди менш імовірна, – каже Кетрін Фріз, співавтор дослідження. “Але якщо деякі з цих об’єктів, які виглядають як ранні галактики, насправді є темними зірками, то симуляції формування галактик краще узгоджуються зі спостереженнями”.
На щастя, як і будь-яка хороша гіпотеза, ці темні зорі можна перевірити. Майбутні спостереження з Вебба можуть дослідити певні властивості, зокрема, тьмяність або надлишкову інтенсивність світла в певних частотних діапазонах, що може допомогти ідентифікувати ці об’єкти.
Читайте також: