Scienty

Впервые потенциальные кандидаты в темные звезды — небесные тела, получающие энергию не за счет термоядерных реакций, а посредством аннигиляции частиц темной материи — были идентифицированы в 2023 году. На тот момент у астрономов были доступны только фотометрические измерения. В новом исследовании авторы провели анализ спектров этих объектов и продемонстрировали их соответствие теоретической модели темных звезд.

Фото: img.freepik.com

В 2007 году физики из Мичиганского университета предположили, согласно современным представлениям, на начальных этапах становления Вселенной, до образования привычных звезд, могли существовать так называемые темные звезды — гипотетические объекты, состоящие из водорода и гелия. Их нагрев предположительно происходил за счет аннигиляции частиц темной материи. Благодаря этому механизму температура поверхности этих объектов поддерживалась на уровне, не превышающем 10 000 кельвин, что обусловило преимуществен

Объекты с такими характеристиками потенциально могли достигать массы в миллионы солнечных масс и возникать в центрах темных гало, которые являлись предшественниками формирования галактик. Согласно предложенной модели, на завершающем этапе своего существования эти темные звезды должны были схлопываться, образуя черные дыры, которые, в свою очередь, могли стать изначальными сверхмассивными черными дырами, обнаруженными в ходе наблюдений за Вселенной в первые миллиарды лет после Большого взрыва.

Первые кандидаты в темные звезды идентифицированы исследователями обнаружили, после анализа фотометрических данных обзора JADES, полученных с использованием камеры NIRCam, работающей в ближнем инфракрасном диапазоне и установленной на космическом телескопе «Джеймс Уэбб», было выявлено, что три объекта — JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0 — демонстрируют кривые излучения и распределение энергии, соответствующие теоретическим моделям сверхмассивных темных звезд. Однако впоследствии из списка кандидатов был исключен объект JADES-GS-z12-0, поскольку обнаружены признаки наличия металлов (то есть элементов, более тяжелых, чем гелий).

Международная группа астрофизиков во главе с Космина Илие из Колгейтского университета (США) провела анализ спектроскопических данных, полученных телескопом «Джеймс Уэбб». Согласно полученным результатам, спектры двух из трех ранее идентифицированных кандидатов (JADES-GS-z11-0 и JADES-GS-z13-0) соответствуют теоретическим моделям.

Два новых кандидата в темные звезды, JADES-GS-z14-0 и JADES-GS-z14-1, были также идентифицированы учеными. О результатах исследования сообщается в научной работе, размещенной на сервере препринтов Корнеллского университета опубликованы на сервере препринтов Корнеллского университета.

Уникальный объект, расположенный на большом расстоянии и обладающий высокой яркостью, JADES-GS-z14-0, привлек значительный интерес исследователей. В его спектре астрофизики, вероятно, зафиксировали характерный признак, свойственный темным звездам — слабую линию поглощения ионизированного гелия (He II λ1640 Å). Однако, из-за небольшого соотношения сигнал/шум, нельзя утверждать, что эти данные являются надежными.

Кроме того, информация, касающаяся JADES-GS-z14-0, была получена ранее благодаря работе радиотелескопа ALMA, указали на возможное присутствие эмиссионной линии ионизированного кислорода (O III). Это может свидетельствовать о наличии тяжелых элементов и оспорить статус кандидата в темные звезды.

Несмотря на это, все четыре объекта соответствуют теоретическим моделям темных звезд по массе, форме и распределению яркости. В случае, если последующие исследования и наблюдения подтвердят сделанные в статье выводы, астрофизикам, возможно, удастся объяснить наличие в ранней Вселенной неожиданно ярких объектов и сверхмассивных черных дыр.

Ранее Naked Science писал, существует мнение среди физиков, ставящее под сомнение гипотезу о том, что темная материя состоит из элементарных частиц. Поэтому как эти, так и другие исследователи выражают сомнения в возможности существования точных звезд. Разрешить этот вопрос должны будут инструментальные наблюдения, проводимые в ближайшие десятилетия.