В начале 2025 года космический телескоп Джеймса Уэбба идентифицировал три астрономические аномалии, которые могут представлять собой радикально новый класс объектов: тёмные звёзды. Несмотря на название (они не тёмные и едва ли являются звёздами), эти гипотетические сущности могут перевернуть наше понимание формирования звёзд и, что крайне важно, пролить свет на неуловимую природу тёмной материи.
Загадка Тёмной Материи
Тёмная материя составляет примерно 27% Вселенной, но остаётся необнаружимой традиционными методами. В отличие от обычной материи, она не взаимодействует со светом или другим электромагнитным излучением. Мы делаем вывод о её существовании только по гравитационному воздействию на видимую материю. Вопрос остаётся открытым: что же это такое?
Многие теории предполагают, что тёмная материя состоит из частиц, являющихся собственными античастицами. При столкновении они аннигилируют, высвобождая огромное количество энергии. Эта энергия является ключом к пониманию того, как могли формироваться и светиться тёмные звёзды.
Как Могли Светить Тёмные Звёзды
Стандартная модель формирования звёзд предполагает, что гравитация коллапсирует первичный водород и гелий, вызывая ядерный синтез. Но что, если тёмная материя играла бы активную роль? Если плотность тёмной материи в этих ранних образованиях была достаточно высокой, частые столкновения частиц генерировали бы огромное количество тепла, предотвращая обычный ядерный синтез. В результате получится звёздоподобный объект, питаемый не синтезом, а аннигиляцией тёмной материи.
Этот процесс позволил бы этим объектам светить гораздо дольше, чем традиционным звёздам, и при более низкой температуре.
Идентификация Тёмных Звёзд
Астрономы могут искать конкретные признаки при поиске этих объектов:
- Возраст: Самые далёкие (и, следовательно, самые старые) объекты будут демонстрировать экстремальное красное смещение в их спектре света.
- Состав: Тёмные звёзды должны содержать почти нет тяжёлых элементов, состоя почти полностью из первичного водорода и гелия.
- Размер: Ожидается, что они будут огромными, потенциально охватывая десятки астрономических единиц (расстояние между Землёй и Солнцем). Некоторые могут даже достигать массы в 10 000–10 миллионов раз превышающей массу нашего Солнца.
- Светимость: Несмотря на низкую температуру, из-за их огромных размеров они будут исключительно яркими.
Недавние данные с телескопа Джеймса Уэбба выявили объекты с высоким красным смещением, которые не поддаются обычному объяснению, возможно, намекая на существование тёмных звёзд.
От Тёмных Звёзд к Чёрным Дырам?
Судьба тёмной звезды зависит от её массы. Более мелкие могут в конечном итоге зажечь синтез и стать обычными звёздами. Но сверхмассивные тёмные звёзды могут напрямую коллапсировать в чёрные дыры, потенциально объясняя быстрое формирование сверхмассивных чёрных дыр, наблюдаемых в центрах галактик, включая наш Млечный Путь. Примером является UHZ-1, чёрная дыра, которая образовалась всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва – слишком быстро, чтобы объяснить текущими моделями.
Предостережение
Гипотеза о тёмных звёздах не лишена скептиков. Некоторые учёные утверждают, что аккреция вещества сама по себе может объяснить наблюдаемые аномалии. Требуются дополнительные данные и уточнённые теоретические модели, чтобы подтвердить, являются ли эти объекты действительно тёмными звёздами или просто необычными галактиками.
Несмотря на неопределённость, потенциальные последствия огромны. Тёмные звёзды предлагают уникальный наблюдательный путь для изучения тёмной материи и ранних стадий космической эволюции. Если это будет подтверждено, это не только перепишет наше понимание формирования звёзд, но и предоставит критически важную часть головоломки недостающей массы Вселенной.
