Webb možná zahlédl „temné hvězdy“ vyrobené z ničící temné hmoty

Vesmírný dalekohled Jamese Webba již za první rok svého vědeckého provozu zaznamenal několik úžasných věcí, ale pokud nová studie zadrží vodu, může to být jeden z nejdůležitějších nálezů všech dob. Tým astrofyziků navrhuje, že tři jasné objekty detekované Webbem ve vzdáleném vesmíru by mohly být prvními kandidáty na „temné hvězdy“, hypotetické nebeské objekty poháněné anihilací temné hmoty.

Webbova bezprecedentní síla umožňuje astronomům dívat se dále ve vesmíru a zpět v čase než jakýkoli jiný dalekohled dříve, ale přitom neustále objevuje věci, které narušují naše chápání vesmíru. Například neustále pozoruje galaxie, které se zdají být na svůj věk příliš pokročilé a příliš velké v příliš krátké době od Velkého třesku. Ať už galaxie rostou rychleji, než jsme si mysleli, nebo je vesmír mnohem starší, než si připisujeme, zdá se, že něco v našich modelech potřebuje vyladit.

V nové studii astrofyzici navrhují alternativu – možná, že některé objekty, které vidíme v raném vesmíru, vůbec nejsou galaxie, ale „temné hvězdy“. Více než jen oxymoron nebo kultovní sci-fi film ze 70. let je temná hvězda hypotetický objekt, který nezáří z jaderné fúze jako normální hvězdy, ale místo toho generuje teplo z částic temné hmoty, které se v jádře navzájem anihilují.

Pokud by existovaly, byly by tmavé hvězdy mnohem větší než běžné hvězdy, obsahovaly by hmotnost 10 milionů Sluncí a vyzařovaly by jas 10 miliard – i když ne ve viditelném světle, ale v infračerveném světle. Byly by také 10 000krát širší, což znamená, že pokud by Slunce bylo temnou hvězdou, zaplnilo by celou sluneční soustavu, přičemž její vnější povrch by se nacházel někde poblíž oběžné dráhy Pluta.

Modely naznačují, že temné hvězdy by měly být možné v raném vesmíru a mohly by ve skutečnosti pomoci vysvětlit záhadu, proč se zdá, že v raném vesmíru existuje tolik velkých galaxií. Poté, co dojde „palivo“ temné hmoty v jejich jádrech, pravidelná hmota, která tvoří většinu hvězdy, se zhroutí do černé díry a potenciálně poskytne zárodky pro supermasivní černé díry. To by mohlo urychlit proces formování galaxie. Jiné „příliš rané“ galaxie mohou být samotné temné hvězdy, protože by z této vzdálenosti vypadaly podobně.

NASA/ESA

Astronomové na nové studii identifikovali první tři kandidáty na tmavé hvězdy v datech Webba. Tři jasné objekty, označené JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 a JADES-GS-z11-0, byly objeveny Webbem v prosinci 2022 a předpokládá se, že jsou to galaxie, ale spektroskopická analýza naznačuje, že mají očekávaných vlastností temných hvězd.

Samozřejmě, jakkoli je tato myšlenka fascinující, tato studie je extrémně spekulativní. Nejen, že nevíme, jestli temné hvězdy existují, ale nevíme ani úplně jestli temná hmota existuje především proto, aby je poháněl. Dokonce i tehdy by temná hmota musela existovat ve specifické formě z několika navrhovaných forem, které by mohla mít. Occamova břitva zde není na naší straně.

„Je pravděpodobnější, že něco ve standardním modelu potřebuje vyladit, protože navrhnout něco zcela nového, jako jsme to udělali my, je vždy méně pravděpodobné,“ řekla Katherine Freese, spoluautorka studie. „Ale pokud některé z těchto objektů, které vypadají jako rané galaxie, jsou ve skutečnosti temné hvězdy, simulace formování galaxií lépe souhlasí s pozorováními.“

Naštěstí jako každá dobrá hypotéza jsou tyto temné hvězdy testovatelné. Budoucí pozorování z Webba by mohla zkoumat určité vlastnosti, včetně stmívání nebo nadměrné intenzity světla v určitých frekvenčních pásmech, což by mohlo pomoci identifikovat tyto objekty.

Výzkum byl publikován v časopise PNAS.

Zdroj: Texaská univerzita v Austinu