В самых далеких известных галактиках заподозрили кандидатов в темные звезды

Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил объекты, подходящие на роль гипотетических темных звезд, существовавших в ранней Вселенной. По мнению ученых, ими могут быть три точечных источника излучения, которые ранее были опознаны как самые далекие известные галактики. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Идея темных звезд была предложена в 2007 году, они представляются как крупные пухлые (диаметр больше одной астрономической единицы) и относительно холодные (около 10 тысяч кельвин) объекты, существовавшие в ранней Вселенной, которые могли существовать до появления обычных первых звезд и были невидимы в оптическом диапазоне. Предполагается, что у них нет ядра, где шли бы процессы ядерного синтеза, вместо этого энергия, выделяемая по всему объему звезды за счет аннигиляции частиц темной материи, позволяла таким звездам находиться в тепловом и гидростатическом равновесии.

Темные звезды должны были почти полностью состоять из водорода и гелия, менее чем 0,1 процента их массы находилось в форме темной материи. Такие объекты могли расти за счет аккреции окружающего вещества, достигая масс в 106 масс Солнца и становясь сверхмассивными темными звездами. В конце жизни темные звезды должны были коллапсировать в черные дыры, которые могут рассматриваться как один из вариантов зародышей для сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых во Вселенной, особенно в первый миллиард лет ее жизни.

Группа астрономов во главе с Космин Илие (Cosmin Ilie) из Колгейтского университета сообщила, что обнаружила трех возможных кандидатов в темные звезды. Примечательно, что одним из соавторов текущей работы стала Кэтрин Фриз (Katherine Freese), которая была в числе создателей теории темных звезд.

Исследователи обратили внимание на объекты JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z10-0, которые обнаружены космическим телескопом «Джеймс Уэбб» и ранее были идентифицированы как очень далекие галактики, причем одна из них стала самой далекой из известных галактик.

Однако ученые предложили альтернативное объяснение, что перед нами не галактики, а кандидаты в темные звезды. Они пришли к выводу, что объекты, помимо своей удаленности, выглядят как точечные источники, а их фотометрические свойства могут быть объяснены смоделированными спектрами сверхмассивных темных звезд. Массы темных звезд варьируются от 5×105 до 106 масс Солнца, поверхностная температура в случае JADES-GS-z12-0 оценивается в 17 тысяч кельвин.

Таким образом, массивные темные звезды могут быть хорошим объяснением для ярких и далеких точечных объектов, найденных «Джеймсом Уэббом». Однако для более конкретных выводов необходимо наложить более строгие ограничения на теорию темных звезд и более детально исследовать найденные объекты.

Источник: N+1

Фото: Emma Curtis-Lake et al. / Nature Astronomy, 2023