Первые звезды во Вселенной образовались из облаков водорода и гелия в первые несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Обычно их представляют как гигантские термоядерные печи, где водород превращается в гелий, освещая космос. Однако новые наблюдения телескопа «Джеймс Уэбб» намекают, что первые светила могли быть совсем иными — «темными звездами», питаемыми энергией невидимой материи.
Исследование Космина Илие из Университета Колгейта совместно с коллегами из Пенсильванского и Техасского университетов показало, что несколько сверхдалеких объектов, зарегистрированных телескопом «Джеймс Уэбб», по своим спектрам и морфологии совпадают с предсказаниями для сверхмассивных темных звезд. Работа опубликована в журнале PNAS.
Представьте огромный шар из водорода и гелия, внутри которого скрывается крошечная примесь частиц темной материи. При столкновениях они аннигилируют, выделяя энергию. Именно это тепло не дает облаку схлопнуться и превращает его в колоссальный, пухлый и ослепительно яркий маяк. Масса таких звезд может достигать миллиона солнечных, а светимость соперничает с целыми галактиками.
Особый интерес вызывает объект JADES-GS-z14−0, где обнаружен характерный спектральный «провал» на длине волны 1640 ангстрем — возможный первый признак атмосферы темной звезды. Другие кандидаты также демонстрируют свойства, согласующиеся с этим. Дополнительные наблюдения с ALMA выявили следы кислорода, что говорит о том, что такие звезды могли формироваться в богатой среде или возникать при слиянии галактик и гало темной материи.
Идея темных звезд была выдвинута еще в 2008 году Кэтрин Фриз, Паоло Гондоло и Дугласом Сполиаром — ученые предположили, что именно эти гиганты могли стать «затравкой» для сверхмассивных черных дыр, питающих древнейшие квазары. Сегодня телескоп «Джеймс Уэбб» впервые позволяет проверить эту гипотезу наблюдательно.
Если сценарий подтвердится, перед астрономами откроется новая область исследований: от происхождения сверхмассивных черных дыр до природы темной материи, которая составляет четверть Вселенной и остается одной из главных космических загадок.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что на ранней Земле не могло быть жизни: это показала новая модель.
