Исследователи опубликовали свежие сведения, которые, по их мнению, представляют собой наиболее веские доказательства наличия тёмных звёзд – гигантских объектов в ранней Вселенной, частично питающихся тёмной материей. Идея о существовании тёмных звёзд была впервые предложена Кэтрин Фриз из Техасского университета в Остине вместе с её коллегами ещё в 2007 году. Они предполагали, что облака водорода и гелия в ранней Вселенной могли соприкасаться с самоуничтожающейся тёмной материей, создавая огромные и стабильные звёзды. Без тёмной материи такие облака газа сжались бы в чёрные дыры, но энергия от аннигиляции тёмной материи предотвращает это, позволяя газу нагреваться и формировать звездоподобные структуры, несмотря на отсутствие характерного для обычных звёзд ядерного синтеза.
До 2022 года существовали лишь ограниченные свидетельства присутствия этих необычных объектов. Однако запуск космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) позволил астрономам обнаружить удивительно большое количество ярких и удалённых объектов, возникших всего через несколько миллионов лет после Большого взрыва. Первоначально они были приняты за галактики. Команда Фриз установила, что три из этих объектов соответствуют характеристикам, предсказанным для тёмных звёзд в симуляциях, включая сходство формы и интенсивности излучения. Однако на тот момент не было точных спектроскопических данных для окончательного вывода.
Новые спектроскопические исследования этих древних объектов, проведённые с помощью JWST, подтвердили теоретические прогнозы о характеристиках тёмных звёзд. Более того, были выявлены ещё два возможных кандидата. Один из них показывает наличие особого типа гелия – без электрона, что, если подтвердится, станет уникальным маркером тёмных звёзд.
«Если это действительно так, то другого объяснения, кроме тёмной звезды, я не вижу», – утверждает Фриз. Тем не менее, она отмечает, что доказательства пока ограничены.
Однако не все учёные разделяют энтузиазм Фриз. Например, Даниэль Уэйлен из Университета Портсмута предлагает другую интерпретацию, утверждая, что сверхмассивные первичные звёзды (теория которых не предполагает участие тёмной материи) также хорошо вписываются в данные JWST. Он критикует работу Фриз за игнорирование существующих данных по формированию таких звёзд.
Фриз возражает, считая, что единственный правдоподобный механизм образования подобных массивных звёзд – это использование тёмной материи. Отдельные наблюдения объектов, произведённые с использованием Большого миллиметрового/субмиллиметрового массива Атакама (ALMA) в Чили, показывают наличие кислорода. Поскольку этот элемент не характерен для тёмных звёзд, Фриз предполагает, что данные о тёмных звёздах могут быть смешаны с данными о других звёздах или их спутниках. Уэйлен, в свою очередь, считает, что наличие кислорода чётко указывает на то, что эти объекты не могут быть тёмными звёздами, так как их формирование было бы нарушено взрывами обычных звёзд в виде сверхновых.
Если гипотеза Фриз и её команды будет подтверждена, это может помочь раскрыть ещё одну космическую загадку – наличие очень больших чёрных дыр, недавно обнаруженных JWST. Согласно современным представлениям, такие чёрные дыры могут существовать только при формировании из чрезвычайно крупных скоплений материи, однако во времена ранней Вселенной ничего столь крупного не предполагалось – кроме тёмных звёзд. Таким образом, открытие тёмных звёзд может стать ключом к разгадке ряда нерешённых астрофизических вопросов.
Источник: iXBT
