Космічний телескоп James Webb (JWST), найпотужніший орбітальний об’єктив людства, ймовірно, натрапив на щось раніше небачене, що може змінити наші уявлення про Всесвіт на ранньому етапі свого існування. Йдеться про гіпотетичні «темні зорі». Якщо їхнє існування підтвердиться, вони допоможуть розв’язати одразу кілька фундаментальних загадок сучасної астрофізики.
Уявіть собі дуже яскраве велетенське світило, але з абсолютно іншим способом живлення. Звичайні зорі, як наше Сонце, існують завдяки ядерному синтезу. Темні зорі, в теорії, отримують енергію через анігіляцію частинок темної матерії у своєму ядрі. Це екзотичний механізм, який дозволяв би таким об’єктам досягати колосальних розмірів і маси, залишаючись при цьому досить холодними.
«Надмасивні темні зорі — це надзвичайно яскраві, гігантські, але дуже пухкі, як хмари, які протистояють гравітаційному колапсу завдяки мінімальним кількостям темної матерії всередині них», — пояснює Космін Іліє, астрофізик із Колгейтського університету.
Незаперечна ознака темної зорі
Нове дослідження, опубліковане в журналі PNAS, зосереджене на чотирьох найвіддаленіших об’єктах, які коли-небудь спостерігалися. Усі вони відповідають моделям темних зір. Але справжнім відкриттям став спектральний аналіз одного з об’єктів. Апаратура JWST зафіксувала особливу ознаку поглинання світла на довжині хвилі 1640 ангстрем, що вважається потенційною візиткою темних зір. Ця лінія може вказувати на наявність одноразово іонізованого гелію в їхніх атмосферах.
«Хоча відношення сигнал — шум цієї особливості є відносно низьким, це перший випадок, коли ми виявили потенційну незаперечну ознаку темної зорі, що саме по собі є надзвичайним», — зазначає Іліє.
Чому це так важливо?
Відкриття темних зір мало б революційні наслідки. По-перше, воно може пролити світло на природу темної матерії — таємничої субстанції, що становить основну частину маси Всесвіту. По-друге, воно дасть відповідь на запитання про походження надмасивних чорних дір.
Теоретично, після вичерпання темної матерії, темні зорі мали б колапсувати, одразу утворюючи чорні діри з неймовірною початковою масою. Це пояснило б, чому науковці спостерігають надмасивні чорні діри в дуже молодому Всесвіті — вони просто «успадкували» величезну масу від своїх попередниць, темних зір.
Поки що вчені обережні у висновках. Усі чотири об’єкти ще можна інтерпретувати як незвично ранні галактики. Однак гіпотеза темних світил здається чудовим рішенням одразу кількох космічних головоломок. Для остаточного підтвердження знадобляться додаткові спостереження JWST.
Але вже зараз зрозуміло: незалежно від того, чи виявляться ці далекі велетні темними зірками, чи ще чимось не менш дивовижним, вони змусять нас переписати підручники з фізики.
Раніше ми повідомляли про те, як чорні діри запідозрили у зв’язках із темною енергією.
За матеріалами Science Alert
