Teleskop Jamesa Webba mógł uchwycić pierwsze "ciemne gwiazdy"



Gwiazdy świecą jasno w ciemności kosmosu dzięki fuzji jądrowej, czyli łączeniu się atomów, które uwalnia energię. Ale co by było, gdyby istniał zupełnie inny proces, który mógłby sprawić, że gwiazda świeci?

Astrofizyk Katherine Freese z University of Texas w Austin, we współpracy z Cosminem Ilie i Jillian Paulin '23 z Colgate University w Nowym Jorku, analizowali obrazy z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST) i znaleźli trzy galaktyki - JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 i JADES-GS-z11-0 - które są zgodne z tym, co spodziewalibyśmy się zobaczyć, gdybyśmy patrzyli na kolosalne pojedyncze gwiazdy napędzane ogrzewaniem ciemnej materii, a nie fuzją jądrową. Jak pisze zespół w swoim badaniu opublikowanym w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, sugerują oni zatem, że galaktyki te mogą bardziej przypominać "ciemne gwiazdy". Są to hipotetyczne gwiazdy, które są znacznie większe i jaśniejsze niż nasze Słońce i czerpią energię z ciemnej materii, która powstaje, gdy ich cząstki zderzają się z antycząstkami i anihilują się nawzajem.

Odkrycie nowego typu gwiazdy jest interesujące samo w sobie, ale potwierdzenie, że to ciemna materia ją napędza - byłoby sensacją. Astronomowie twierdzą, że ciemna materia, hipotetyczna tajemnicza substancja, stanowi około 25 procent materii we wszechświecie. Ale z czego dokładnie się składa i co się za nią kryje, nauka nie była jeszcze w stanie odkryć. Astrofizycy do tej pory nie byli w stanie jej zmierzyć ani bezpośrednio zaobserwować, a można ją wykryć jedynie dzięki jej grawitacyjnemu wpływowi na otoczenie. Tylko dzięki jego istnieniu można wyjaśnić ruch widzialnej materii w standardowym modelu kosmologii. Autorzy badania uważają, że te domniemane "ciemne gwiazdy" powstały w ciągu pierwszych kilkuset milionów lat po Wielkim Wybuchu. Z czasem takie gwiazdy zapadłyby się w supermasywne czarne dziury i nie byłyby już dziś widoczne. Wyjaśniałoby to również, dlaczego pierwsza generacja gwiazd (100 do 250 milionów lat po Wielkim Wybuchu) już nie istnieje, chociaż nawet tutaj, w naszej Drodze Mlecznej, znajduje się gwiazda (SM0313), która powstała 220 milionów lat po Wielkim Wybuchu z pierwszych gwiazd i jest prawie tak stara jak sam wszechświat. Gdyby ciemne gwiazdy naprawdę istniały, to z pewnością nadal istniałyby gwiazdy pierwszej generacji; po prostu wyglądają teraz zupełnie inaczej.

Jest to jednak wysoce teoretyczne założenie, które nie zostało jeszcze zweryfikowane; wymagałoby to znacznie bardziej szczegółowych obserwacji. Zgodnie z obliczeniami zespołu, ciemne gwiazdy i wczesne galaktyki miałyby różne sygnatury helu i bylibyśmy w stanie je odróżnić na podstawie tych sygnatur. JWST jest obecnie najpotężniejszym teleskopem kosmicznym, jaki kiedykolwiek zbudowano, ale jego instrumenty nie są już w stanie wykryć sygnatur helu w odległości ponad 13 miliardów lat świetlnych. Może tam być hel, ale teleskop nie jest w stanie go zidentyfikować. Aby uzyskać te informacje, trzeba będzie poczekać na przyszłe teleskopy.

Jeśli supermasywne ciemne gwiazdy zostaną potwierdzone, zaobserwowane na nich właściwości mogą otworzyć możliwość dowiedzenia się więcej o ciemnej materii.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl