Темные звезды: звезды яркие, как галактики

Тайна черной дыры

Более десяти лет люди размышляли о создании сверхмассивных черных дыр, черных дыр настолько больших, что их невозможно было создать, и тем не менее они находятся в центре большинства галактик, включая нашу собственную. Но за последнее десятилетие был пролит новый свет на этих гигантов и на возможную теорию звезды размером с галактику, питаемой темной материей, и вполне возможно, что мы сами видели эти звезды!

Формирование темных звезд

Звезды образуются, когда облако пыли и газа схлопывается под действием гравитации, которая сплавляет элементы вместе, такие как водород в гелий, и гелий в кислород, когда заканчивается водород. Это противодействует гравитации, создавая равновесие между ядерным синтезом и гравитацией и создавая большинство элементов во Вселенной. Однако когда звезда начинает пытаться расплавить железо, оно оказывается настолько тяжелым, что не может этого сделать и взрывается. Отсюда могут произойти три вещи:

1. Во-первых, для более легкой или меньшей звезды, такой как наше Солнце, когда сила тяжести воздействует на ядро, вся звезда расширится наружу и взорвется, синтезируя все более тяжелые элементы, обнаруженные во Вселенной, и рассеивая их, создавая сверхновую и оставляя в центре белого карлика.
2. Второй вариант, для очень большой звезды, - оставить в центре сверхновой нейтронную звезду вместо белого карлика, которая представляет собой чрезвычайно плотную звезду с двумя «пульсарами» на обоих концах, состоящими из потоков плазмы.
3. Последний вариант, если звезда исключительно тяжелая, состоит в том, чтобы создать черную дыру, которая настолько плотна, что даже свет не может покинуть ее, и все, что выходит за ее горизонт событий, засасывается.

Но ни одна звезда не является достаточно большой, чтобы создать сверхмассивную черную дыру, подобную той, что находится в центре Млечного пути (не шоколад) и другие спиральные галактики.

Вот почему Кэтрин Фриз пришла в голову идея о звезде темной материи, которая была бы настолько большой, что могла бы создать сверхмассивную черную дыру.

Темная материя — это загадочная материя, составляющая большую часть материи во Вселенной, которая действует как ее каркас, удерживая вместе большие структуры, такие как галактики и скопления галактик. Физики полагают, что она состоит из Wслабо Iвзаимодействующих Mмассивных Pчастиц, или сокращенно вимпов, и что темная материя производит большое количество энергии при их столкновении.

В начале Вселенной, вскоре (в космологических терминах) после большого бац, не было никаких крупных структур, таких как звезды и галактики, а были только частицы, разбросанные по Вселенной. Темная материя, однако, движется медленнее, что позволяет ей легче собираться, создавая огромные структуры «гало» темной материи, которые также будут притягивать нормальную материю, которая впоследствии создала звезды и галактики. Однако если бы некоторые из этих гало были достаточно плотными, тепловая энергия, производимая вимпами, была бы настолько сильной, что она фактически противодействовала бы гравитации, как это происходит при ядерном синтезе, предотвращая формирование предзвезды и заставляя ее расширяться до размеров орбиты Сатурна вокруг Солнца и превращая ее в «пухлую» облачную массу водорода и гелия.

Это может показаться незначительным, учитывая, что многие галактики усеяны красным цветом. сверхгиганты такого же размера, но темная звезда в миллионы раз массивнее их, что делает ее гораздо более экстремальной. Этим темным звездам нужно было бы содержать всего 0,1 процента темной материи, и тем не менее каждую секунду они все равно будут происходить триллионы аннигиляций, заставляя звезду сиять ярче, чем целые галактики, что определенно не соответствует своему названию.

Конечно, в какой-то момент у этой звезды кончилась бы темная материя, которую можно было бы аннигилировать, и она превратилась бы в огромную и яркую звезду, питаемую ядерным синтезом, что и произошло бы. продолжать делать, пока оно неизбежно не превратится в черную дыру. Но это не обычная черная дыра. Это сверхмассивная черная дыра, которая обычно находится в центре большинства галактик, даже нашей собственной, в миллиард раз тяжелее, чем стандартная, обычная черная дыра, став разгадкой великой загадки, которую физики разыскивали более десяти лет, о том, как были созданы сверхмассивные черные дыры. Однако важно помнить, что это все еще теория и пока не имеет окончательных доказательств.

История темных звезд

Как же возникла идея темных звезд и кем?

Хронология:

1. Идея была впервые представлена в В 2007 году астрофизик-теоретик по имени Кэтрин Фриз из Техасского университета представила на конференции идею Темной звезды, которая питается темной материей, а не термоядерным синтезом, но она прошла не очень хорошо, некоторые люди назвали их «сумасшедшими».
2. Несмотря на критику, она и ее коллеги продолжили совершенствовать свою идею темных звезд, и в 2008 году они опубликовали о них статью, которая вызвала большие споры среди ученых. сообщество.
3. Однако идея действительно расцвела, когда с помощью Jamesames Webb Space Tтелескопа (или для краткости JWST) были обнаружены три галактики, которые, должно быть, образовались намного раньше, чем кто-либо предсказывал.

The Three Red Точки

В июле 2023 года JWST обнаружил на небе три красных пятна, которые, скорее всего, являются небольшими галактиками. Чтобы понять, почему это странно, нам нужно кратко объяснить, как работают телескопы. По сути, чем дальше мы смотрим в космос, тем раньше мы видим его, поскольку он может находиться на расстоянии миллиардов световых лет, а это означает, что свету требуются миллиарды лет, чтобы достичь нас. Три пятна, обнаруженные телескопом, оказались галактиками, существовавшими всего через 320 миллионов лет после Большого взрыва, намного раньше, чем ожидалось. Эта путаница заставила Фриза подумать, что, возможно, они, наконец, могут стать шагом к окончательным доказательствам существования темных звезд, поскольку они действительно соответствуют предполагаемому световому излучению, ожидаемому от такой звезды. Позже в ходе поисков было также обнаружено, что гелий II был обнаружен в ионизированной форме, что соответствует предсказаниям о темной звезде.

Все еще возможно, что это окажется маленькая галактика, и многие астрономы так думают, благодаря странности теории темных звезд, она прошла долгий путь от нелепой теории, в которую никто не верил, поскольку поиски последнего доказательства темных звезд продолжаются. существуют.

"Все истины легко понять, как только они открыты; дело в том, чтобы их открыть" - Галилео Галилей

При создании этой статьи ИИ не использовался.

Для получения дополнительной информации о темная материя, пожалуйста, посетите мою статью о Темном Большом Взрыве.

Основной источник: https://www.newscientist.