Астрономите изглежда са открили първите звезди във Вселената, захранвани от тъмна материя

Нови данни от астрономическите наблюдения сочат, че първите звезди във Вселената може да са били много различни от обикновените слънца, захранвани с термоядрен синтез. Възможно е те да са били огромни „свръхмасивни тъмни звезди“, задвижвани от анихилацията на тъмната материя. Тези колосални водородно-хелиеви сфери биха могли да обяснят както съществуването на неочаквано ярки ранни галактики, така и произхода на първите свръхмасивни черни дупки.

В ранната Вселена, няколкостотин милиона години след Големия взрив, първите звезди са се появили от огромни облаци водород и хелий. Най-новите наблюдения с космическия телескоп „Джеймс Уеб“ показват, че някои от тях може да са били различни от добре познатите на астрономите звезди с ядрен синтез. Ново изследване на учени от САЩ идентифицира четири изключително отдалечени обекта, чийто външен вид и спектрални характеристики съответстват на описанието на свръхмасивни тъмни звезди.

Свръхмасивните тъмни звезди са огромни и изключително ярки облаци, съставени предимно от водород и хелий. Те са предпазени от гравитационен колапс благодарение на незначителното количество анихилираща тъмна материя в тях. Свръхмасивните тъмни звезди и техните остатъци – черните дупки – могат да бъдат ключът към разрешаването на две загадки на съвременната астрономия: загадката на по-големите от очакваното, изключително ярки, но компактни и много далечни галактики; и загадката на произхода на свръхмасивните черни дупки, които захранват най-отдалечените наблюдавани квазари.

Смята се, че тъмната материя съставлява около една четвърт от Вселената, но нейната природа остава една от най-големите загадки на науката. Изследователите смятат, че тя се състои от неоткрит досега вид елементарна частица. Десетилетия наред са провеждани експерименти за откриването на тези частици, но досега без резултат. Един от основните кандидати за тази роля са вимпите, или слабо взаимодействащи масивни частици. Когато два вимпа се сблъскат, те анихилират, освобождавайки енергия, която може да нагрее колапсиращите водородни облаци и да ги накара да заблестят като ярки тъмни звезди.

Няколкостотин милиона години след Големия взрив идеалните условия за образуване на такива звезди изглежда са съществували в плътни области, наречени хало от тъмна материя. В същите тези региони е възможно да се е появило и първото поколение обикновени звезди, пише Science Daily.

След като анализирали изображенията на „Уеб“, учените за първи път видели на тях спектроскопски сигнали на кандидати за свръхмасивни тъмни звезди. Според тях за такива обекти, чиято маса е милион пъти по-голяма от тази на Слънцето, е много трудно да се намери друго обяснение.

Екипът е изследвал спектрите и морфологията на четири от най-отдалечените астрономически наблюдавани обекти – JADES-GS-z14-0, JADES-GS-z14-1, JADES-GS-13-0 и JADES-GS-z11-0, и е установил, че всеки от тях съответства на интерпретацията за свръхмасивна тъмна звезда.

„Един от най-вълнуващите акценти на това изследване беше откриването на рязък спад на поглъщането при 1640 ангстрьома в спектъра на JADES-GS-z14-0. Въпреки че съотношението сигнал/шум за тази особеност е сравнително ниско (S/N ~ 2), това е първият път, когато откриваме потенциален безпогрешен признак на тъмна звезда. Което само по себе си е забележително“

казва Козмин Илие от университета Колгейт.

Откриването на свръхмасивни тъмни звезди ще отвори вратите на учените за изучаване на частиците на тъмната материя въз основа на наблюдаваните свойства на тези обекти и ще постави началото на нова област на астрономията: изучаването на звезди, захранвани от тъмна материя.