ما ممکن است اولین ستاره های تغذیه شده توسط Dark Matter را کشف کرده ایم

اخترشناسان قوی ترین اثبات را برای وجود ستاره های سیاه ، نوعی ستاره عظیم در جهان اولیه پیدا کرده اند که تا حدی از ماده تاریک برخوردار است. اگر آنها تأیید شوند ، این ستارگان فرضی می توانند به توضیح اینکه چرا ما سیاهچاله های مرموز بزرگی را در اوایل جهان می بینیم ، کمک کنند – اما همه ستاره شناسان از این کشف قانع نیستند.

ایده یک ستاره سیاه برای اولین بار در سال 2007 توسط راه اندازی شد کاترین فریز در دانشگاه تگزاس در آستین و همکارانش. آنها پیشنهاد کردند که ابرهای بزرگی از هیدروژن و هلیوم در اوایل جهان می توانند با شکل خودحافظی از ماده تاریک در هم آمیخته شوند تا ستاره های عظیم و پایدار تشکیل دهند. بدون ماده تاریک ، چنین ابرهای بزرگی از گاز برای تشکیل سیاه چاله فرو می روند ، اما انرژی ماده تاریک خودحافظی می تواند از این امر جلوگیری کند ، اجازه می دهد گاز از گرم کردن و تشکیل یک جسم به شکل یک ستاره استفاده کند ، حتی اگر همجوشی هسته ای که در اکثر ستارگان معمولی اتفاق می افتد وجود ندارد.

شواهد کمی در مورد این اشیاء عجیب و غریب تا سال 2022 وجود داشت ، هنگامی که تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) شروع به مشاهده تعداد غیرمعمول زیاد اشیاء بسیار درخشان و دوردست چند میلیون سال پس از Big Bang ، که طبق گفته اخترشناسان احتمالاً کهکشان ها بودند. فریس و تیمش نشان دادند که سه مورد از این کهکشان ها نیز با چندین شبیه سازی ستاره تاریک ، مانند مشخصات دور آنها و شدت نور مشابه مطابقت دارند ، اما آنها برای کشف قطعی فاقد داده های طیف سنجی دقیق بودند.

اکنون ، Freeese و همکارانش می گویند که مشاهدات طیف سنجی جدید از این کهکشانهای JWST اول به خوبی با پیش بینی های نظری در مورد ظاهر ستاره های سیاه و همچنین شناسایی دو نامزد دیگر ستاره تاریک هماهنگ هستند. یکی از این نامزدهای جدید همچنین حاوی یک شاخص جذاب از نوع خاصی از هلیوم است جدید من یک الکترون را از دست می دهم – که در صورت تأیید ، شناسه بی نظیری از ستاره های سیاه خواهد بود. فریس توضیح می دهد: “اگر واقعی باشد ، من نمی دانم چگونه آن را غیر از یک ستاره تاریک توضیح می دهید.” وی گفت ، با این حال ، شواهد در مورد آنچه که تاکنون محدود است ، است.

اما دانیل ولن در دانشگاه پورتسموث ، در انگلستان ، تفسیر جایگزین را ترویج می کند ، با بیان اینکه ستاره های فوق العاده اولیه ، یک تئوری جایگزین تاریک بدون موضوع ستاره های غول پیکر ، اولین ستاره ها ، با داده های JWST نیز مطابقت دارند. Whalen توضیح می دهد: “آنها یک کل ادبیات را در مورد شکل گیری ستارگان ابتدایی فوق العاده نادیده می گیرند ، که برخی از آنها می توانند امضاهای بسیار شبیه به امضاهای خود را نشان دهند.”

با این حال ، فریز موافق نیست ، می گوید تنها مسیر قابل قبول برای ساختن این ستارگان عظیم این است که آنها ماده تاریک را می سوزانند: “واقعاً راه دیگری برای ساختن آنها وجود ندارد.”

یک چین و چروک بالقوه این است که مشاهدات جداگانه از اشیاء مورد مطالعه توسط فریز و همکارانش ، از شبکه بزرگ میلی متر آتاکاما (آلما) در شیلی ، نشانگر وجود اکسیژن است. از آنجا که این عنصر در ستاره های تاریک یافت نمی شود ، او پیشنهاد می کند که این ستاره های سیاه با سایر ستاره ها یا همراهان آمیخته شده اند ، توضیح می دهد. اما Whalen اکسیژن را به عنوان یک علامت واضح می داند که این اشیاء نمی توانند ستاره های تاریک باشند ، زیرا شکل گیری آنها توسط ستاره های معمولی منفجر شده در ابرنواخترها مختل می شود.

اگر فریز و همکارانش بتوانند ثابت کنند که این اشیاء ستاره های تاریک هستند ، این می تواند به حل یک معمای کیهانی دیگر کمک کند ، که فراوانی سیاهچاله های بسیار بزرگی است که اخیراً توسط JWST کشف شده است. درک فعلی ما این است که چنین سیاهچاله هایی فقط در صورتی که از آنها از مواد بسیار مهم برای کاشت آنها شروع می شود وجود دارد ، اما هیچ چیز در جهان اولیه نباید به اندازه کافی بزرگ باشد تا این کار را انجام دهد – در خارج از ستاره های سیاه ، می گوید: “ما توضیحی برای مشکلات بزرگ اختلالزیکی حل نشده داریم.”