|
Темные звезды решат три насущные загадки Вселенной
|
|
|
|
Недавнее исследование дает ответы на три, казалось бы, несопоставимые, но актуальные загадки космического рассвета. В частности, авторы показывают, как темные звезды могут помочь объяснить неожиданное открытие галактик- "голубых монстров", многочисленных ранних сверхмассивных галактик с черными дырами и "маленьких красных точек" на изображениях, полученных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST).
|
|
|
|
Работа опубликована в журнале Universe. Исследованием руководил доцент кафедры физики и астрономии Colgate Космин Илие в сотрудничестве с Джиллиан Полин из Пенсильванского университета, Андреей Петрик из Научного института космических телескопов и Кэтрин Фриз из Техасского университета в Остине.
|
|
|
|
Первые звезды во Вселенной образовались в богатой темной материей среде, в центрах микрогало темной материи. Примерно через несколько сотен миллионов световых лет после Большого взрыва молекулярные облака водорода и гелия остыли достаточно хорошо, чтобы начать процесс гравитационного коллапса, который в конечном итоге привел к образованию первых звезд.
|
|
|
|
Это явление ознаменовало начало эры космического рассвета, периода, создающего благоприятные условия для образования звезд, питаемых аннигиляцией темной материи, также известных как темные звезды.
|
|
|
|
Эти объекты могут вырасти и стать сверхмассивными и являются естественными зародышами для сверхмассивных черных дыр.
|
|
|
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) наблюдал самые отдаленные объекты, которые еще предстоит изучить, и эти открытия создают серьезные проблемы для стандартных моделей формирования первых звезд и галактик. В частности, большая часть самых отдаленных галактик в настоящее время классифицируется как "голубые монстры", то есть чрезвычайно яркие, но при этом ультракомпактные и почти лишенные пыли. Существование таких галактик было крайне неожиданным, поскольку никакие расчеты до первой эры или теоретические модели формирования первых галактик не предсказывали их существования.
|
|
|
|
Более того, данные JWST еще больше усугубляют проблему возникновения более крупных, чем ожидалось, сверхмассивных черных дыр (SMBH), которые питают самые отдаленные квазары, когда-либо наблюдавшиеся. Наконец, JWST наблюдал совершенно новый класс объектов, включая "маленькие красные точки" (LRD), которые представляют собой очень компактные, беспыльные источники космического излучения, которые неожиданно практически не испускают рентгеновского излучения.
|
|
|
|
Эти три загадки, вместе взятые, указывают на то, что общепринятые модели образования первых галактик и первых сверхмассивных черных дыр, существовавшие до JWST, требуют значительных уточнений.
|
|
|
|
"Некоторые из наиболее важных загадок, связанных с данными JWST о космическом рассвете, на самом деле являются элементами теории темных звезд", - сказал Илие.
|
|
|
|
Хотя экспериментальное подтверждение существования темных звезд еще предстоит получить, эта недавняя публикация добавляет значительную часть имеющихся данных: фотометрические и спектроскопические кандидаты, которые были обнаружены в двух отдельных исследованиях PNAS, опубликованных в 2023 и 2025 годах соответственно.
|
|
|
|
В дополнение к подробному обсуждению механизмов, с помощью которых темные звезды могут дать ответы на загадки, связанные с голубыми монстрами, маленькими красными точками и сверхмассивными галактиками с черными дырами, в этой работе также представлен самый современный спектроскопический анализ, позволяющий найти доказательства особенностей поглощения темными звездами, обусловленных гелий в спектрах JADES-GS-13-0, в дополнение к ранее обнаруженному для JADES-GS-14-0.
|
|
|
|
Темные звезды являются одними из самых интересных астрофизических объектов, которые только могут существовать, поскольку их изучение позволило бы определить физические свойства частиц темной материи и, таким образом, дополнить обширные экспериментальные усилия по обнаружению темной материи в лабораториях на Земле путем прямого обнаружения или получения частиц.
|
|
|
|
Источник
|
