James Webb löytää hypoteettisia tähtiä, jotka ruokkivat pimeää ainetta

Ensimmäiset tähdet olivat luultavasti hyvin erilaisiajoita näemme tänään. Useimmat tähtitieteilijät uskovat, että maailmankaikkeuden ensimmäiset valaisimet olivat suuria - sata kertaa Aurinkoa massiivisempia - ja erittäin kirkkaita niiden syvyyksissä tapahtuneiden ydinreaktioiden vuoksi. Jotkut tutkijat kuitenkin ehdottavat, että ensimmäisen sukupolven tähtien koko ja kirkkaus johtuvat niiden imeytymisestä salaperäiseen pimeään aineen - aineen muotoon, joka ei ole vuorovaikutuksessa valon kanssa ja jota ei voida suoraan tarkkailla. James Webbin avaruusobservatorio muistutti siitä, että tällaisia ​​​​epätavallisia esineitä voi olla olemassa universumin laajuudessa - tähtitieteilijät julkaisivat äskettäin kuvia kolmesta muinaisesta ja uskomattoman suuresta tähdestä, joiden avulla voit ratkaista nykyaikaisen kosmologisen mallin ongelmia ja syventää meidän pimeän aineen ymmärtäminen. Lisäksi uuden tyyppisen tähden löytäminen on sinänsä mielenkiintoinen tapahtuma.

James Webb -avaruusteleskooppi on saattanut löytää "tummia tähtiä" - muinaisia ​​esineitä, jotka ruokkivat salaperäistä pimeää ainetta

Uuden tyyppisen tähden löytäminen on sinänsä melkoistamielenkiintoinen, mutta löytö, että ne saavat voimansa pimeästä aineesta, on vieläkin suurenmoisempi, Katherine Freese, tutkimuksen toinen kirjoittaja ja kuuluisa astrofyysikko Texasin yliopistosta, sanoi lausunnossaan.

Salaperäiset tähdet ja pimeä aine

Pimeä aine on teoreettinen käsitefysiikkaa, joten opiskelu on erittäin vaikeaa. Se tosiasia, että tämä mystinen aine osallistuu vain gravitaatiovuorovaikutukseen eikä ole suoran tarkkailun alainen, vain mutkistaa ongelmaa. Tutkijat uskovat, että se muodostaa noin 27% maailmankaikkeudesta ja selittää, kuinka galaksit ja tähdet muodostuvat. On myös ehdotettu, että pimeä aine koostuu heikosti vuorovaikutteisista massiivisista hiukkasista (WIMP), jotka tuhoutuvat törmäyksessä ja vapauttavat lämpöä.

"Korkkaaminen romahtavien atomien pilvessävety, WIMP-energiavuorovaikutukset voivat lopulta johtaa valtavan tumman tähden muodostumiseen", tutkijat selittävät. Saatavilla olevien arvioiden mukaan tällaisen tähden massa voi ylittää auringon massan miljoonia kertoja ja sen kirkkaus - kymmenen miljardia kertaa.

Jos tummia tähtiä todella on olemassa, ne voisivat selittää supermassiivisten mustien aukkojen muodostumisen

Lisäksi tummat tähdet voivat kasvaahämmästyttävän suuria, varjostaen tavallisia lämpöydintähtiä, kuten Auringon. Ja jos nämä esineet todella ovat olemassa, ne voisivat selittää aiemmin havaitut suuret galaksit, jotka muodostuivat varhaisessa universumissa - uskotaan, että niiden muodostumisen olisi pitänyt kestää paljon kauemmin.

Lue myös: Onko pimeää ainetta olemassa? Ja miksi tiedemiehet ovat jakautuneet?

Se käy ilmi tummat tähdet - hypoteettiset esineet, jotka ruokkivat pimeyttäaine, joka syntyi noin 400 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Tässä tapauksessa tällaisen tähden romahtaessa voi muodostua supermassiivinen musta aukko, joka on välttämätön muinaisten galaksien muodostumiselle.

Mitä James Webb -teleskooppi oikein löysi?

Tähtitieteilijät käyttävät suurinta tilaaJames Webbin observatorion uskotaan löytäneen salaperäisiä tummia tähtiä, kuten äskettäin Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä julkaistussa artikkelissa kerrotaan. Ja vaikka enemmän aikaa ja todisteita tarvitaan havaintojen vahvistamiseen, uuden tutkimuksen tulokset ovat erittäin mielenkiintoisia.

Tämä johtuu siitä, että tarvittavat komponentittähtien muodostuminen on kehittynyt dramaattisesti universumin historian aikana. Näin ollen ensimmäiset tähdet muodostuivat noin 200 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen kaasupilvistä, jotka koostuivat lähes kokonaan vedystä ja heliumista, ja raskaampia alkuaineita ilmaantui myöhemmin, useiden tähtienmuodostusjaksojen jälkeen.

Tummat tähdet - maailmankaikkeuden ensimmäisten valojen sukupolvi

Raskaiden elementtien puuttuminen vaikutti siihen, mitennämä pilvet jäähtyivät ja romahtivat painovoiman vaikutuksesta. Mallit viittaavat siihen, että pilvissä oleva kaasu on tullut tiheäksi ja tarpeeksi kuumaksi ajan mittaan aiheuttaakseen ydinfuusion (kuten nykyaikaisissa tähdissä). Astrofyysikot ennustavat kuitenkin, että nämä ensimmäiset tähdet - kolmannen populaation tähdet - olivat erittäin massiivisia ja lyhytikäisiä.

Haluatko olla aina tietoinen viimeisimmistä uutisista tieteen ja teknologian maailmasta? Tilaa kanavamme Telegramissa - niin et varmasti menetä mitään mielenkiintoista!

Tähtitieteilijät eivät ole vielä suoraantarkkailla kolmannen populaation III tähtiä, joten kysymys niiden muodostumisesta jää avoimeksi. Vuonna 2008 Katherine Freese Texasin yliopistosta ja hänen kollegansa ehdottivat, että ensimmäiset tähdet ruokkivat pimeää ainetta. Tästä syystä he eivät olleet varmoja siitä, säteilevätkö nämä esineet tarpeeksi valoa tullakseen näkyviksi, ja nimettiin ne "tummiksi tähdiksi".

Vasta hetken kuluttua tähtitieteilijät laskivat sentumma tähti voi olla yhtä kirkas kuin koko galaksi. Nimi "tumma tähti" osoittautui harhaanjohtavaksi, mutta pidimme siitä huolimatta, Freese sanoo.

Freesen mallin mukaan tummat tähdet muodostuvat sisäänpääosin vedystä koostuvia pilviä, joissa pimeän aineen osuus on vain 0,1 % massasta. Kun pimeän aineen hiukkaset törmäävät toisiinsa, ne voivat tuhoutua ja vapauttaa fotoneja, elektroneja ja muita hiukkasia. Suurin osa näistä sivutuotteista jää pilveen ja vapauttaa lämpöä ja saa sen hehkumaan.

James Webbin avaruusteleskoopin löytämät esineet

"Tummat tähdet ovat teoreettisesti kiehtova idea"sanoo Julian Munoz, kosmologi Texasin yliopistosta, joka ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa. "Itsetuho on melko yleinen piirre monissa pimeän aineen malleissa, joissa jälkimmäinen koostuu heikosti vuorovaikutuksessa olevista massiivisista hiukkasista", hän sanoo.

Tämä on mielenkiintoista: Pimeä aine - avain painovoimateoriaan?

Freesen mallin mukaan WIMP-itsetuho(pimeän aineen hiukkaset) olisivat olleet merkittävä energianlähde varhaisen universumin kaasumaisissa pilvissä, joiden massat vastasivat suunnilleen Auringon massaa. Syntyvien tummien tähtien pintalämpötila olisi noin 10 000 K, mikä riittää saamaan ne hehkumaan kirkkaasti, mutta ei tarpeeksi estämään ylimääräistä ainetta kerääntymästä niihin.

Juuri nämä supermassiiviset tummat tähdet, kutensanoo Freese ja hänen kollegansa James Webbin avaruusteleskoopilla saaduista tiedoista. Tähän mennessä tämä avaruusobservatorio on tunnistanut yli 700 kohdetta, jotka kuuluvat tähtien muodostumisen varhaisimpaan aikakauteen. Tällä hetkellä ei ole selvää, mitä nämä kohteet ovat, koska tiedot eivät ole tarpeeksi tarkkoja.

Tietoja James Webbin avaruusobservatoriosta

Webbin tiimi suoritti kuitenkin myöhemminspektroskooppiset mittaukset pienellä näytteellä näistä objekteista - viisi niistä on julkistettu, ja Freesen analyysin perusteella kolme viidestä voi olla tummia tähtiä.

Lisää aiheesta: Milloin ensimmäiset tähdet ilmestyivät universumissa?

Virheellinen tunnistaminen

Mitään ei tietenkään ole vielä hakattu kiveen.Tutkimuksen tekijöiden mukaan heidän havainnot tummista tähdistä voivat itse asiassa olla vain galakseja, mikä vaikuttaa uskottavammalta. "On todennäköisempää, että jotain vakiomallista tarvitsee säätämistä, koska on aina vähemmän todennäköistä, että keksitään jotain täysin uutta, kuten teimme", Freese selittää.

Mutta jos jotkut näistä esineistä, mikänäyttävät varhaisilta galakseilta, mutta ovat todellisuudessa tummia tähtiä, niin galaksien muodostumisen simulaatiomme ovat paremmin sopusoinnussa havaintojen kanssa, tutkijat huomauttavat.

Ehkä hyvin lähitulevaisuudessa tutkijat pystyvät todistamaan tummien tähtien olemassaolon

Yksi tapa tunnistaa nämä yksilöllisestikohteista voi tulla väitettyjen tummien tähtien lisätietojen ja spektriominaisuuksien kokoelma. Näitä todisteita tarvitaan todennäköisesti, jotta tummat tähdet kiinnittäisivät muiden tähtitieteilijöiden huomion.

Älä missaa: Pilvistä tietokonesimulaatioihin: Miten tähdet syntyvät?

Ja nyt Freeze ja hänen tiiminsä aikoo jatkaa katsomista Webbin avulla pystyäkseen vahvistamaan havaintojaan, joten jäämme odottamaan uutisia.