Sjene iz prošlosti svemira: Teleskop James Webb uočio objekt koji zovu 'tamnim zvijezdama'

Drugi najudaljeniji objekt koji je ikada uočio teleskop James Webb mogao bi biti "tamna zvijezda" koju pokreće tamna materija.

Posmatrajući talasne dužine svjetlosti koje je uhvatio svemirski teleskop James Webb (JWST), istraživači su identifikovali četiri kandidata za tamne zvijezde - od kojih jedna naizgled posjeduje "neosporni" potpis apsorpcije helijuma, izvijestili su istraživači u studiji objavljenoj 30. septembra u časopisu PNAS, piše Live Science.

Prva hipoteza iz 2007. godine, vjeruje da su tamne zvijezde među prvim zvijezdama - nazvanim zvijezdama Populacije III - koje su nastale nakon Velikog praska. Prema teoriji, one nastaju kada se vodonik i helijum, koji bi sami po sebi formirali crnu rupu, pomiješaju sa tamnom materijom. Smatra se da su tamne zvijezde izuzetno masivne i sjajne, dostižući milion puta veću masu od Sunca i sagorijevajući milijardu puta sjajnije.

"Naš početni naziv 'tamna zvijezda' je pogrešan naziv", rekla je za Live Science koautorica studije Katherine Freese, profesorica fizike na Univerzitetu Teksasa u Austinu, koja je predložila hipotezu o tamnoj zvijezdi. "One nisu ni u potpunosti sačinjene od tamne materije niti su zapravo tamne."

Pronalaženje tamnih zvijezda moglo bi objasniti neke od vrlo zagonetnih objekata koje je JWST uočio u ranom svemiru, poput gigantskih supermasivnih crnih rupa koje su se formirale nevjerovatno brzo, rekla je Freese. To bi također pružilo uvid u prirodu tamne materije.

"To je sonda, a ne samo nova vrsta zvijezde", rekla je, "tako da su ovi kandidati vrlo ohrabrujući za nas."

Kako bi uočili potencijalne kandidate za tamne zvijezde, tim je proučio zapažanja dobijena od JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Fokusirali su se na podatke prikupljene bliskim infracrvenim spektrografom (NIRSpec), instrumentom koji mjeri pojedinačne talasne dužine svjetlosti koja dolazi od nebeskih objekata kako bi saznao o njihovim temperaturama, masama i hemijskim otiscima.

To ih je dovelo do četiri kandidata za tamne zvijezde: JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z14-0 i JADES-GS-z14-1. JADES-GS-z14-0 je drugi najudaljeniji objekt koji je JWST do sada primijetio.

Tim je također pronašao naznake "neospornog potpisa" za supermasivne tamne zvijezde u podacima o valnim duljinama JADES-GS-z14-0 - pojedinačno ionizirani atomi helijuma koji apsorbiraju svjetlosne čestice s valnom duljinom od 1640 angstroma (angstrom je sto miliona puta manji od centimetra).

Tim sada provodi simulacije kako bi utvrdio koliko je kisika dozvoljeno prije nego što se tamna zvijezda više ne može formirati, rekao je za Live Science koautor studije Cosmin Ilie , fizičar sa Univerziteta Colgate u New Yorku. "Logika mi govori da bi trebala postojati neka vrsta tranzicije", rekao je.

Tamne zvijezde ostaju kontroverzne i njihovo postojanje se nipošto ne prihvata. "Većina zajednice zvijezda Pop III zapravo ne misli da se sagorijevači tamne materije [tamne zvijezde] mogu formirati", rekao je za Live Science Daniel Whalen, kosmolog sa Univerziteta u Portsmouthu u Velikoj Britaniji koji nije bio uključen u istraživanje.

U stvari, Whalen je rekao da je "ogroman problem" s ovim istraživanjem to što nije napravilo razliku između tamnih zvijezda i supermasivnih primordijalnih zvijezda . "To je ovdje zapravo slon u sobi", rekao je.