Астрономы впервые обнаружили темные звезды — новый тип небесных тел

Звезды способны сиять, и именно факт их сияния, которое происходит благодаря реакциям ядерного синтеза, отличает их от планет. А вот существование темных звезд до сих пор лишь предполагалось учеными. Такие звезды светятся, но не сияют, как обычные. Предположительно, они состоят из темной материи, а питаются от столкновений между ее частицами. 

Первая статья по этой теории появилась еще в 2008 году в журнале Physical Review Letters. Там описывалось, что первой фазой звездной эволюции в истории Вселенной могут быть темные звезды, «работающие» за счет нагрева темной материи, а не за счет ядерного синтеза. Хотя они почти полностью состоят из водорода и гелия, но формируются в центрах протогалактик, где имеется достаточное количество темной материи, чтобы выступать в качестве источника тепла. 

Темные звезды представляют собой очень яркие диффузные объекты и способны вырастать до очень массивных размеров — вплоть до 10 миллионов солнечных масс. Также они могут быть до 10 миллиардов раз ярче Солнца. 

В работе, которая вышла в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, астрофизики из Техасского университета в Остине описывают, что смогли идентифицировать три ярких объекта, которые могут быть темными звездами. 

В рамках расширенного глубокого внегалактического обзора (JADES) по данным космического телескопа «Джеймс Уэбб» астрономы заметили новые объекты в декабре 2022 года. Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил три объекта:JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z11-0.

Первоначально ученые думали, что эти объекты представляют собой галактики или скопления обычных звезд, мало чем отличающиеся от нашего Млечного Пути. Объекты располагались очень далеко: их возраст — это примерно от 320 до 400 миллионов лет после Большого взрыва. То есть это одни из самых ранних объектов, которые когда-либо наблюдались.

Есть две конкурирующие между собой версии. Во-первых, это могут быть галактики, содержащие миллионы обычных звезд населения III.

Во-вторых, астрофизики считают, что это вполне могут быть темные звезды. Ведь даже  у одной темной звезды достаточно света, чтобы конкурировать с целой галактикой. Каждый из обнаруженных учеными объектов согласуется с интерпретацией астрофизиками сверхмассивной темной звезды, и в рамках исследования это подтвердилось при помощи спектографии.

Если при помощи дальнейших наблюдений спектроскопических характеристик объектов-кандидатов, таких как провалы или превышения интенсивности света в определенных частотных диапазонах, подтвердится, что новые объекты — это темные звезды, то находка поможет пролить свет на природу темной материи — одной из самых сложных неразрешенных загадок физики.

Если существование темных звезд подтвердится, то может быть разрешена еще одна назревающая проблема: в настоящее время во Вселенной зафиксировано очень много крупных галактик, слишком ранних, чтобы соответствовать стандартной космологической модели. Велика вероятность, что в стандартной модели нужны изменения, и существование темных звезд многое объяснит.