Obiekty, które wiele by wyjaśniały
Możliwości instrumentów Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba pozwalają mu patrzeć dalej i w kosmos i jeszcze bardziej wstecz w historii Wszechświata niż jakikolwiek inny teleskop, który dotychczas powstał. W związku z tym teleskop ten regularnie odkrywa obiekty, które podają w wątpliwość powszechnie uznawane teorie na temat natury Wszechświata. Na przykład, JWST regularnie dostrzega galaktyki, które wyglądają na zbyt zaawansowane jak na swój wiek – są zbyt masywne względem tego, jak szybko po Wielkim Wybuchu powstały. Niezależnie od tego, czy galaktyki są w stanie formować się i rosnąć szybciej niż myślano, czy Wszechświat jest znacznie starszy niż nam się wydaje, nasze modele kosmologiczne zapewne wymagają poprawek. To powiedziawszy, w swojej nowej pracy naukowej pewna grupa badaczy proponuje alternatywę.
Naukowcy z Uniwersytetu Colgate’a oraz Uniwersytetu w Teksasie proponują, że być może niektóre obiekty, które widzimy we wczesnym Wszechświecie, wcale nie są galaktykami, a „ciemnymi gwiazdami”. Czym mają być takie ciemne gwiazdy? W skrócie, obiektami, które nie świecą za sprawą syntezy jądrowej, jak normalne gwiazdy, a wytwarzającymi ciepło z cząstek ciemnej materii anihilujących się wzajemnie w jądrze.
Niewyobrażalnie gigantyczne gwiazdy
Jeżeli ciemne gwiazdy faktycznie istnieją, są znacznie większe niż zwykłe gwiazdy, cechują się masą 10 milionów Słońc i jasnością 10 miliardów Słońc, chociaż nie w zakresie światła widzialnego, a podczerwieni. Ponadto mogą być też 10 000 razy większe niż Słońce. Zatem, jeśli Słońce byłoby ciemną gwiazdą, wypełniałoby cały Układ Słoneczny, a jego powierzchnia znajdowałaby się gdzieś w pobliżu orbity Plutona.
Modele sugerują, że powstanie ciemnych gwiazd we wczesnym Wszechświecie powinno było być możliwe. Jeśli faktycznie istniały, pomogłyby wyjaśnić, dlaczego astronomom zdaje się, że we wczesnym Wszechświecie znajduje się tak wiele dużych galaktyk. Ciemne gwiazdy, zapadając się po wyczerpaniu paliwa w postaci ciemnej materii w swoim jądrze, mogłyby nawet tworzyć zalążki supermasywnych czarnych dziur. Proces ten mógłby zaś przyspieszać proces formowania się galaktyk. Niektóre obiekty z wczesnego Wszechświata uznawane za galaktyki mogą być nawet ciemnymi gwiazdami, ponieważ w podczerwieni powinny wyglądać podobnie z tak dużej odległości.
Potencjalne ciemne gwiazdy
Astronomowie z Uniwersytetu Colgate’a oraz Uniwersytetu w Teksasie zidentyfikowali już pierwsze kandydatki na ciemne gwiazdy, zaobserwowane przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Te kandydatki to JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 oraz JADES-GS-z11-0 wykryte w grudniu 2022 roku. Początkowo sklasyfikowano je jako galaktyki ale zdaniem naukowców posiadają one pewne cechy, których można spodziewać się po ciemnych gwiazdach.
Obiekty, które zdaniem naukowców mogą być ciemnymi gwiazdami. | Źródło: NASA/ESA
Oczywiście, do omawianej hipotezy należy podejść sceptycznie, co przyznają nawet sami jej twórcy. Na razie nie wiemy, czy ciemne gwiazdy istnieją. Ba, wciąż nie ma pewności co do tego, czy w ogóle tak zwana ciemna materia, która ma je zasilać, istnieje. Jeśli istnieje, aby stworzyć ciemną gwiazdę musiałaby na dodatek przybrać jedną z kilku proponowanych form.
„Bardziej prawdopodobne jest, że to coś w modelu standardowym wymaga dostrojenia, ponieważ taka propozycja jak nasza, czyli propozycja czegoś nowego, zawsze jest mniej prawdopodobna.”, powiedziała jedna z autorów pracy, Katherine Freese. „Jednak jeśli niektóre z tych obiektów, które wyglądają jak wczesne galaktyki, są w rzeczywistości ciemnymi gwiazdami, symulacje formowania się galaktyk bardziej odpowiadałyby obserwacjom.”
Na szczęście wygląda na to, że hipoteza badaczy z Uniwersytetu Colgate’a oraz Uniwersytetu w Teksasie będzie mogła zostać przetestowana. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba mógłby bowiem zbadać pewne właściwości proponowanych ciemnych gwiazd, w tym zmiany ich jasności w pewnych pasmach częstotliwości.
Źródło: Uniwersytet w Teksasie / fot. tyt. Canva