Trei sori alimentați de materie întunecată, descoperiți la începuturile Universului

Trei sori alimentați de materie întunecată au fost descoperiți la începuturile Universului cu ajutorul Telescopului Spațial James Webb.

Trei obiecte observate în întunericul „Zorilor cosmici” ar putea fi alimentate de ciocnirile dintre particule formate nu din material stelar normal, ci din materialul enigmatic cunoscut sub numele de materie întunecată.

Folosind date de la Telescopul Spațial James Webb (JWST), o echipă de astrofizicieni teoreticieni a stabilit că trei galaxii, numite JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 și JADES-GS-z11-0, sunt în concordanță cu ceea ce ne-am putea aștepta dacă ne-am uita la sori alimentați de materie întunecată, mai degrabă decât de fuziune nucleară.

Ne-ar putea ajuta să înțelegem materia întunecată

Potrivit lui Cosmin Ilie și lui Jillian Paulin, de la Universitatea Colgate (SUA), și lui Katherine Freese, de la Universitatea din Texas, Austin (tot din SUA), acest model ne-ar putea ajuta să înțelegem materia întunecată și să explicăm de unde provine abundența de găuri negre supermasive din Univers.

Există o mulțime de lipsuri în cunoștințele noastre despre Univers, iar stelele întunecate ne-ar putea sări în ajutor, scrie Science Alert.

Care sunt datele „problemei”?

În primul rând, există materia întunecată. Nu știm ce este materia întunecată, dar știm că există mult mai multă decât materia normală care formează aproape tot ceea ce putem vedea, de la galaxii și găuri negre până la furnici și biscuiți. Știm asta pentru că îi vedem efectele gravitaționale, ca pe niște mase pe care nu le putem vedea sau detecta în alt mod.

O altă problemă este că nu am văzut niciodată primele stele care au ars în Univers. Am văzut dovezi ale acestora, dar nu stelele în sine.

Și apoi există găuri negre supermasive, în jurul cărora orbitează galaxiile. Nu cunoaștem modul în care aceste obiecte (care au de milioane sau chiar miliarde de ori masa Soarelui) devin atât de mari.

În cele din urmă, de când a început operațiunile, în iulie 2022, JWST a identificat un număr mare de galaxii masive în Universul timpuriu. Încă nu se știe cum au reușit aceste galaxii să devină atât de mari într-un interval de timp atât de scurt de la Big Bang.

Sunt acești sori alimentați de materie întunecată răspunsul la unele întrebări despre cosmos?

Stelele întunecate oferă un răspuns. Știm ce sunt stelele normale: bile uriașe de hidrogen și heliu, în cea mai mare parte, cu nuclee extrem de fierbinți, presurizate, unde atomii sunt loviți unii de alții în procesul de fuziune nucleară, care generează căldură și lumină.

Potrivit lui Ilie și colegilor săi, stelele de materie întunecată ar fi alimentate în schimb de anihilarea materiei întunecate. O teorie a materiei întunecate este că se autoanihilează; atunci când două particule de materie întunecată se ciocnesc, ele se șterg una pe cealaltă într-o distrugere reciprocă și o explozie de căldură și lumină.

Ar fi existat mult mai multă materie întunecată în Universul timpuriu, după acest model. Ar fi putut crea bucăți cu o masă de un milion de Sori, acestea anulându-se reciproc într-un cuptor de căldură care radiază cu o luminozitate de un miliard de Sori.

JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 și JADES-GS-z11-0, văzute în primele câteva sute de milioane de ani după Big Bang, se potrivesc cu caracteristicile așteptate ale unor astfel de obiecte.

În timp, astfel de stele s-ar prăbuși în găuri negre supermasive, ceea ce ar explica de ce nu le mai vedem, dar și de ce vedem atât de multe găuri negre supermasive.

Și ar explica, de asemenea, de ce prima generație de stele nu mai este prin preajmă, chiar dacă stele aproape la fel de vechi ca Universul însuși pot fi găsite chiar și aici, în galaxia noastră. Dacă au existat stele întunecate, stelele din prima generație sunt încă aici, doar că arată foarte diferit.

Momentan, aceste idei sunt doar în stadiul de teorie

Acest lucruri sunt foarte teoretice și încă nu au fost verificate; asta ar necesita observații mult mai detaliate. Conform calculelor echipei, stelele întunecate și galaxiile timpurii ar avea semnături diferite de heliu și le-am putea diferenția văzând aceste semnături.

Deși JWST este în prezent cel mai puternic telescop spațial construit vreodată, obținerea informaților necesare ar putea fi condiționată de existența unor telescoape și mai performante.

Cercetarea a fost publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences.

Vă recomandăm să citiți și:

„Murmurul” din Univers a fost auzit pentru prima dată

Oamenii de știință au observat primele lumini din Universul timpuriu

Telescopul Webb a detectat pentru prima dată o moleculă crucială pentru viață

Planeta Roșie, văzută în UV. Imagini uimitoare obținute cu misiunea MAVEN de la NASA