«Джеймс Вебб» вперше виявив кандидатів у «темні зорі», що живляться темною матерією

Телескоп «Джеймс Вебб» виявив одразу чотири ймовірні «темні зорі» — ті, що випромінюють енергію не завдяки термоядерним реакціям, а через знищення частинок темної матерії. Якщо відкриття підтвердиться, це стане першим доказом існування таких зір. Дослідження опублікували в журналі PNAS.

Космічний телескоп «Джеймс Вебб», що розгледів темні зорі. NASA

Що це за «темні зорі»?

Ідею існування так званих темних зір астрономи запропонували ще у 2007 році. Згідно з теоретичними моделями, вони могли з’явитися приблизно за 200–400 мільйонів років після Великого вибуху і бути серед перших об’єктів у Всесвіті. Головна особливість «темних зір» полягає в тому, що джерелом енергії для їхнього світіння є анігіляція частинок темної матерії — процес, під час якого частинка і її античастинка зіштовхуються та взаємно знищують одна одну, перетворюючись на потік енергії. Ця енергія нагріває газ усередині зорі, запобігаючи його подальшому стисканню та колапсу в чорну діру. Таким чином, «темна зоря» існує завдяки безперервному «згорянню» темної матерії у своїй серцевині.

Попри назву, «темні зорі» зовсім не темні, навпаки, вони можуть бути у тисячі разів яскравішими за Сонце. Їхня маса, за розрахунками, сягає від сотень до мільйонів сонячних мас. Довгий час ці об’єкти залишалися суто гіпотетичними, але команда науковців на чолі з фахівцями Колгейтського університету у США зафіксувала перших кандидатів у такі зорі.

Як потенційні «темні зорі» привернули до себе увагу?

Нові дослідження з використанням космічного телескопа «Джеймс Вебб» допомогли вченим виявити чотири об’єкти з особливостями спектрів випромінювання, які неможливо пояснити моделями звичайних галактик або молодих зоряних скупчень: JADES-GS-z14-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z11-0 та JADES-GS-z14-1. Один із них, JADES-GS-z14-0, знаходиться на відстані близько 13,5 мільярда світлових років — це другий за віддаленістю об’єкт, який будь-коли фіксували космічним телескопом.

Що, як це справді «темні зорі»?

Якщо об’єкти справді виявляться «темними зорями», їх відкриття може допомогти пояснити походження надмасивних чорних дір, які вже існували, коли Всесвіту було лише кількасот мільйонів років. Можливо, саме «темні зорі» стали їхніми попередниками: коли запаси темної матерії вичерпувалися, зоря колапсувала у надмасивну чорну діру, а згодом та ставала ядром молодої галактики. Втім науковці застерігають: альтернативні пояснення поки не відкинули. Ймовірно, частина цих об’єктів може бути надкомпактними галактиками. Для остаточного підтвердження природи кандидатів потрібні подальші спостереження.

• У 2022 році за допомогою цього телескопа команда астрономів відкрила зорю-надгіганта і назвала «Койджур», яка може виявитись найвіддаленішою від Землі.
• Того ж року космічний телескоп «Джеймс Вебб» побачив галактику MACS0647-JD, яка може бути насправді найдавнішим злиттям одразу двох галактик.