Το 1968 το ροκ συγκρότημα Grateful Dead κυκλοφόρησε ένα σινγκλ με το τραγούδι «Dark star» διάρκειας 23 (!) λεπτών:
40 χρόνια μετά, μια ομάδα φυσικών παρουσίασε έναν θεωρητικό μηχανισμό δημιουργίας των πρώτων άστρων που προέκυψαν στο σύμπαν, 700 εκατομμύρια χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Δεδομένου ότι κεντρικό ρόλο στον μηχανισμό σχηματισμού αυτών των άστρων παίζει η σκοτεινή ύλη, οι ροκάδες φυσικοί της ομάδας τα ονόμασαν «Σκοτεινά Άστρα», από το ομώνυμο τραγούδι των Grateful Dead.
Τα γνωστά άστρα λάμπουν στο σκοτάδι του διαστήματος εξαιτίας των πυρηνικών αντιδράσεων σύντηξης της συνηθισμένης ύλης, που απελευθερώνουν μεγάλα ποσά ενέργειας. Υπάρχει άλλος τρόπος να λάμψει ένα άστρο; Θεωρητικά υπάρχει. Με την συμμετοχή της σκοτεινής ύλης.
Αν και η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου το 25% του σύμπαντος, η φύση της είναι τελείως άγνωστη στους επιστήμονες. Θεωρείται πως συνίσταται από άγνωστα είδη στοιχειωδών σωματιδίων. Η μέχρι σήμερα προσπάθεια για την ανίχνευση τέτοιων σωματιδίων από τους πειραματικούς φυσικούς παραμένει άκαρπη. Μεταξύ των κορυφαίων υποψηφίων σωματιδίων σκοτεινής ύλης είναι τα θεωρητικά σωματίδια που ονομάζονται WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Όταν αυτά τα σωματίδια συγκρούονται, εξαϋλώνονται, εναποθέτοντας θερμότητα σε νέφη υδρογόνου που καταρρέουν βαρυτικά, μετατρέποντάς τα σε λαμπερά άστρα.
Έτσι σχηματίζονται τα θεωρητικά αστρονομικά αντικείμενα που ονομάζονται «σκοτεινά άστρα». Σε σχέση με τον ήλιο μας έχουν πολύ μεγαλύτερη λαμπρότητα, η οποία τροφοδοτείται από την εξαϋλωση των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης. Η επιβεβαίωση της ύπαρξης υπερμαζικών σκοτεινών άστρων θα άνοιγε νέες δυνατότητες μελέτης της σκοτεινής ύλης με βάση τις παρατηρούμενες ιδιότητές τους.
Μια ομάδα αστροφυσικών αναλύοντας εικόνες από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, βρήκε τρία φωτεινά αντικείμενα που θα μπορούσαν είναι «σκοτεινά άστρα». Τα τρία υποψήφια σκοτεινά άστρα (JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 και JADES-GS-z11-0), αρχικά, τον Δεκέμβριο του 2022, είχαν αναγνωριστεί ως γαλαξίες από την ερευνητική ομάδα JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπική ανάλυση, η ομάδα JADES επιβεβαίωσε ότι τα αντικείμενα που παρατηρήθηκαν αντιστοιχούν σε κοσμολογικές περιόδους που κυμαίνονταν από περίπου 320 εκατομμύρια έως 400 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Όταν εξετάζουμε τα δεδομένα του James Webb, υπάρχουν δύο ανταγωνιστικές δυνατότητες ως προς την ταυτοποίηση των αντικειμένων που βλέπουμε. Είτε είναι αρχέγονοι γαλαξίες που περιέχουν εκατομμύρια συνηθισμένα άστρα είτε είναι σκοτεινά άστρα. Όσο κι αν ακούγεται απίστευτο, ένα σκοτεινό άστρο παράγει αρκετό φως για να ανταγωνιστεί έναν ολόκληρο γαλαξία συνηθισμένων άστρων!
Τα σκοτεινά άστρα θα μπορούσαν θεωρητικά να μεγαλώσουν ώστε να αποκτήσουν μάζα μερικά εκατομμύρια ηλιακές μάζες και να γίνουν έως και 10 δισεκατομμύρια φορές πιο λαμπερά από τον ήλιο.
Οι μελλοντικές παρατηρήσεις από το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb των φασματοσκοπικών ιδιοτήτων των αντικειμένων αυτών – συμπεριλαμβανομένων των αυξομειώσεων της έντασης φωτός σε ορισμένες ζώνες συχνοτήτων – θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην επιβεβαίωση για το αν είναι πράγματι σκοτεινά άστρα.
Η ύπαρξη των σκοτεινών άστρων μπορεί επίσης να βοηθήσει στην επίλυση του κοσμολογικού προβλήματος που προέκυψε από τις πρόσφατες παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb: Φαίνεται ότι υπάρχουν πάρα πολλοί μεγάλοι γαλαξίες που σχηματίστηκαν τόσο νωρίς μετά την Μεγάλη Έκρηξη, που η δομή τους δεν ταιριάζει με την ηλικία του σύμπαντος που δίνει το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο.
Η ανακάλυψη ενός νέου τύπου άστρου είναι πολύ ενδιαφέρουσα από μόνη της. Αλλά η ανακάλυψη ότι το άστρο τροφοδοτείται ενεργειακά από την σκοτεινή ύλη θα ήταν κάτι μεγαλειώδες.
περισσότερες λεπτομέρειες:
1. https://www.space.com/nasa-james-webb-space-telescope-stars-dark-matter
2. https://news.utexas.edu/2023/07/14/james-webb-telescope-catches-glimpse-of-possible-first-ever-dark-stars/
Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΜΟΥΣΙΚΗ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ
physicsgg 
Σχολιάστε