Космический телескоп James Webb (JWST), самый мощный орбитальный объектив человечества, вероятно, наткнулся на нечто ранее невиданное, что может изменить наши представления о Вселенной на раннем этапе ее существования. Речь идет о гипотетических «темных звездах». Если их существование подтвердится, они помогут разгадать сразу несколько фундаментальных загадок современной астрофизики.
Представьте себе очень яркое гигантское светило, но с совершенно другим способом питания. Обычные звезды, как наше Солнце, существуют благодаря ядерному синтезу. Темные звезды, в теории, получают энергию за счет аннигиляции частиц темной материи в своем ядре. Это экзотический механизм, который позволял бы таким объектам достигать колоссальных размеров и массы, оставаясь при этом достаточно холодными.
«Сверхмассивные темные звезды — это чрезвычайно яркие, гигантские, но очень рыхлые, как облака, которые противостоят гравитационному коллапсу благодаря минимальному количеству темной материи внутри них», — объясняет Космин Илие, астрофизик из Колгейтского университета.
Неоспоримый признак темной звезды
Новое исследование, опубликованное в журнале PNAS, сосредоточено на четырех самых удаленных объектах, которые когда-либо наблюдались. Все они соответствуют моделям темных звезд. Но настоящим открытием стал спектральный анализ одного из объектов. Аппаратура JWST зафиксировала особый признак поглощения света на длине волны 1640 ангстрем, что считается потенциальной визитной карточкой темных звезд. Эта линия может указывать на наличие однократно ионизированного гелия в их атмосферах.
«Хотя отношение сигнал — шум этой особенности является относительно низким, это первый случай, когда мы обнаружили потенциальный неопровержимый признак темной звезды, что само по себе является чрезвычайным», — отмечает Илие.
Почему это так важно?
Открытие темных звезд должно иметь революционные последствия. Во-первых, оно может пролить свет на природу темной материи — таинственной субстанции, составляющей основную часть массы Вселенной. Во-вторых, оно даст ответ на вопрос о происхождении сверхмассивных черных дыр.
Теоретически, после исчерпания темной материи, темные звезды должны были бы коллапсировать, сразу образуя черные дыры с невероятной начальной массой. Это объяснило бы, почему ученые наблюдают сверхмассивные черные дыры в очень молодой Вселенной — они просто «унаследовали» огромную массу от своих предшественниц, темных звезд.
Пока что ученые осторожны в выводах. Все четыре объекта еще можно интерпретировать как необычно ранние галактики. Однако гипотеза темных звезд выглядит элегантным решением сразу нескольких космических головоломок. Для окончательного подтверждения понадобятся дополнительные наблюдения JWST.
Но уже сейчас ясно: независимо от того, окажутся ли эти далекие великаны темными звездами или чем-то еще не менее удивительным, они заставят нас переписать учебники по физике.
Ранее мы сообщали о том, как черные дыры заподозрили в связях с темной энергией.
По материалам Science Alert
