Телескоп Уэбба обнаружил звезды, работающие на темной материи

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), возможно, зафиксировал четыре кандидата в «темные звезды» — теоретический тип звезд, существовавших в ранней Вселенной и получавших энергию не от ядерного синтеза, а от аннигиляции темной материи. Анализ данных одного из этих объектов, JADES-GS-z14-0, показал наличие ключевого признака, который может подтвердить эту гипотезу. Результаты исследования были опубликованы 30 сентября в журнале PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).
Телескоп Уэбба обнаружил звезды, работающие на темной материи
Изображение носит иллюстративный характер

Теория темных звезд была впервые предложена в 2007 году Кэтрин Фриз, профессором физики в Техасском университете в Остине. Согласно этой гипотезе, темные звезды относятся к первому поколению звезд во Вселенной, известных как звезды Популяции III. Они формировались из коллапсирующих облаков водорода и гелия, смешанных с высокой концентрацией темной материи. Без участия темной материи такие массивные облака газа, скорее всего, сколлапсировали бы напрямую в черные дыры.

Несмотря на свое название, которое соавтор исследования Кэтрин Фриз называет «не совсем удачным», эти объекты не являются ни темными, ни состоящими полностью из темной материи. Теоретически, они могут достигать массы в миллион раз больше массы Солнца и светить в миллиард раз ярче. Подтверждение их существования могло бы объяснить одну из главных загадок космологии — появление сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, которые сформировались слишком быстро для стандартных моделей.

Поиск кандидатов проводился с использованием данных, полученных в рамках обзора JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Ученые использовали спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) для анализа световых спектров удаленных объектов, что позволило определить их температуру, массу и химический состав. Критерии отбора были строгими: объекты должны были находиться на красном смещении не менее 10 (что соответствует возрасту Вселенной около 500 миллионов лет после Большого взрыва), состоять только из водорода и гелия и представлять собой единый, обособленный источник.

В результате анализа были отобраны четыре кандидата: JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z14-0 и JADES-GS-z14-1. Наибольший интерес представляет JADES-GS-z14-0, который является вторым по удаленности объектом, когда-либо наблюдавшимся телескопом «Уэбб». В его спектре была обнаружена уникальная особенность, названная «неопровержимым доказательством» — линия поглощения на длине волны 1640 ангстрем, вызванная поглощением света однократно ионизированными атомами гелия. Авторы исследования утверждают: «Никакие другие известные объекты с высоким красным смещением не должны создавать такую линию поглощения».

Однако гипотезу о темной звезде усложняют данные, полученные с помощью комплекса телескопов ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили. Наблюдения показали, что объект JADES-GS-z14-0 излучает кислород. Это создает проблему, поскольку кислород является продуктом ядерного синтеза — процесса, который питает обычные звезды, но не должен происходить в темных звездах. «Это меня немного беспокоит», — призналась Кэтрин Фриз.

В ответ на это противоречие соавтор исследования Космин Илие, физик из Колгейтского университета в Нью-Йорке, заявил, что команда проводит компьютерное моделирование. Цель симуляций — определить, какое максимальное количество кислорода может присутствовать в газовом облаке, прежде чем формирование темной звезды станет невозможным.

Концепция темных звезд остается весьма спорной и не является общепринятой в научном сообществе. Дэниел Уэйлен, космолог из Портсмутского университета в Великобритании, не принимавший участия в исследовании, отметил, что «большинство специалистов по звездам Популяции III на самом деле не думают, что,,сжигатели" темной материи [темные звезды] могут формироваться».

Основная критика Уэйлена заключается в том, что авторы не смогли исключить альтернативное объяснение. По его словам, «слоном в комнате» является возможность того, что наблюдаемые объекты — это сверхмассивные первичные звезды. Он настаивает на необходимости сравнения полученных спектральных данных с моделями обоих типов объектов, чтобы исключить один из них.

Космин Илие парирует этот аргумент, указывая на разницу в продолжительности жизни. Сверхмассивные первичные звезды существуют очень недолго, в то время как темные звезды, по теории, могут существовать гораздо дольше. Таким образом, если в будущем будет обнаружено множество подобных объектов, статистически более вероятным будет их отнесение к долгоживущим темным звездам. Для окончательного разрешения этой научной загадки Кэтрин Фриз и ее команда работают над автоматизацией метода поиска, чтобы найти больше кандидатов в данных телескопа «Уэбб».


Новое на сайте

20868Уязвимости Plex открыли путь майнерам и Linux-бэкдору 20867Взлом OpenCode Console: под угрозой могли оказаться ключи OpenAI, Anthropic и Google 20866Rank Math PRO: заражённое обновление оставило на сайтах самовосстанавливающийся бэкдор 20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси?
Ссылка