|
Смогли обнаружить сверхмассивные темные звезды
|
|
|
|
Первые звезды Вселенной сильно отличались от звезд, которые мы видим сегодня. Они были сделаны исключительно из водорода и гелия, без более тяжелых элементов, которые помогали бы им генерировать энергию в ядре. В результате они, вероятно, были в сотни раз массивнее Солнца. Но некоторые из первых звезд могли быть еще более странными. В ранней Вселенной темная материя могла быть более концентрированной, чем сейчас, и могла питать странные звездные объекты, известные как темные звезды. Поскольку темная материя и обычная материя действуют одинаково под действием гравитации, сгустки темной материи в ранней Вселенной могли собирать вокруг себя облака водорода и гелия. Когда эта материя разрушилась под собственным весом, темная материя в ее ядре могла генерировать энергию. В некоторых моделях темной материи частицы могут аннигилировать с образованием гамма-лучей и нейтрино. Эти высокоэнергетические частицы предотвратят коллапс облака, подобно тому, как термоядерный синтез поддерживает обычную звезду.
|
|
|
Эти темные звезды были бы гигантскими, диаметром в десятки тысяч, а то и в сотни тысяч раз больше Солнца. Но они были бы тусклыми и с довольно низкой плотностью. Если бы они существовали, они были бы слишком слабыми и далекими, чтобы современные телескопы могли их обнаружить. Но космический телескоп Nancy Grace Roman, ранее называвшийся WFIRST, может оказаться достаточно мощным, чтобы их найти. Римский телескоп планируется запустить в мае 2027 года. Это будет широкоугольный инфракрасный телескоп, хорошо подходящий для изучения тусклых и далеких краев космоса. Согласно недавней статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, Роман может наблюдать сверхмассивные темные звезды с массой более 100 000 солнц. Но темные звезды такого масштаба вряд ли были обычным явлением. Более точная оценка состоит в том, что темные звезды имели массу около 10 000 масс Солнца. С помощью гравитационного линзирования Роман мог бы увидеть темную звезду такой массы, но авторы предлагают лучший метод, сочетающий наблюдения Романа с космическим телескопом Джеймса Уэбба.
|
|
|
|
Их идея состоит в том, чтобы идентифицировать кандидатов в темные звезды, используя Роман, с пониманием того, что фотометрические наблюдения не смогут отличить темные звезды от маленьких молодых галактик. Одна особенность, которая отличает галактики от темных звезд, заключается в том, что последние должны показывать эмиссионную линию гелия, известную как лямбда-1640, которую может обнаружить Уэбб. Роман лучше подходит для поиска кандидатов, и Уэбб может их подтвердить. Это отличный пример того, как сильные стороны разных телескопов могут дополнять друг друга. Если этот подход окажется успешным в следующем десятилетии, он может помочь астрономам понять другую космологическую загадку — сверхмассивные черные дыры. Мы до сих пор не понимаем, как такие массивные черные дыры могли образоваться так быстро в ранней Вселенной, но есть предположение, что они могли быть засеяны этими темными звездами. Поскольку их ядра из темной материи перестали генерировать энергию, эти звезды, возможно, коллапсировали достаточно быстро, чтобы образовать массивную черную дыру, которая со временем могла превратиться в сверхмассивную черную дыру. Мы можем многому научиться у тусклого света темной звезды.
|
|
|
|
Источник
|
