Загадка «тёмных звёзд»: открытие JWST или ошибка интерпретации? 0:00
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) продолжает менять наше представление о ранней Вселенной. Одной из самых интригующих находок стали сверхяркие объекты в глубоком космосе, которые по своей светимости напоминают целые галактики, однако появились слишком рано, чтобы успеть сформироваться в привычном понимании. Исследователи выдвинули смелую гипотезу: возможно, мы наблюдаем совершенно новый тип объектов — «тёмные звёзды», работающие на энергии аннигиляции тёмной материи.
Что обнаружил JWST? 0:39
В апреле в журнале Nature Astronomy была опубликована статья, описывающая четыре необычных объекта: Z10, Z11, Z12 и Z13. Эти объекты являются одними из самых удаленных и древних структур, когда-либо замеченных человечеством.
- Расстояние: Свет от них шел к нам более 13 миллиардов лет. Мы видим их такими, какими они были всего через 400 миллионов лет после Большого взрыва.
- Проблема масштаба: Объекты обладают колоссальной яркостью, сравнимой с огромными галактиками массой в сотни миллионов Солнц. Согласно современным космологическим моделям, в столь ранней Вселенной у материи было недостаточно времени для формирования структур таких размеров.
Гипотеза «тёмных звёзд» 3:05
В другой работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые предположили, что три из четырех найденных объектов могут быть не галактиками, а «тёмными звёздами». Концепция тёмной звезды была предложена Кэтрин Фриз и коллегами в 2007 году.
Важно понимать, что это не «тёмные объекты» в классическом смысле — они светятся невероятно ярко, но их внутренний механизм кардинально отличается от обычных звёзд. Для формирования такой звезды необходимы особые условия и специфический тип тёмной материи:
- Слабое самовзаимодействие: Тёмная материя должна оставаться «пушистой» и не коллапсировать слишком быстро, как это делает газ.
- Отсутствие электромагнитного взаимодействия: Частицы не должны поглощать или излучать фотоны.
- Аннигиляция: Частицы тёмной материи должны быть способны аннигилировать при столкновении, выделяя огромное количество энергии.
Как рождается «тёмная звезда»? 6:29
По мнению авторов исследования, процесс начинается в так называемых «мини-гало» — регионах с повышенной плотностью материи в ранней Вселенной. Обычный газ падает к центру гало, увлекая за собой тёмную материю.
- Концентрация: Плотность тёмной материи в центре становится в триллионы раз выше, чем в современной галактике.
- Источник энергии: Частицы начинают аннигилировать, производя энергию, которая разогревает окружающий газ.
- Рост: Вместо формирования плотного ядра обычного типа, объект раздувается, достигая размеров орбиты Сатурна и массы, превосходящей солнечную в миллионы раз.
Когда запасы тёмной материи исчерпываются, такая звезда, вероятно, схлопывается, превращаясь в чёрную дыру. Это может объяснить, как в молодой Вселенной так быстро появились сверхмассивные чёрные дыры, ставшие центрами будущих квазаров.
Как отличить «тёмную звезду» от галактики? 9:34
Ведущий канала PBS Space Time отмечает, что гипотезу можно проверить с помощью спектрального анализа.
- Спектр галактики: Обычно содержит «линии излучения», возникающие из-за свечения холодного газа, освещаемого звёздами.
- Спектр звезды: Должен показывать «линии поглощения», так как свет проходит через внешние слои атмосферы самой звезды.
Если JWST удастся получить качественные спектры этих объектов, наличие линий поглощения без линий излучения станет серьезным аргументом в пользу теории тёмных звёзд. Впрочем, большинство астрофизиков пока склоняются к тому, что это всё же галактики, пусть и крайне необычные.
