Каква роля играеше тъмната материя в ранната Вселена? Тъй като тя съставлява по-голямата част от материята, това трябва да има някакъв ефект. Вместо да се изгарят с водороден синтез, тези „тъмни звезди“ се нагряват чрез унищожаване на тъмната материя.
И тези тъмни звезди може би все още са там.
Само няколкостотин хиляди години след Големия взрив, Вселената се охлажда достатъчно, за да може първата материя да се слее от прегрял облак от йонизиран газ. Гравитацията се хвана и тази ранна материя се събра, за да образува първите звезди. Но тези звезди не бяха такива, каквито ги познаваме днес. Те съдържаха почти изцяло водород и хелий, нараснаха до огромни маси и след това се взривиха като свръхнови. Всяко следващо поколение свръхнови сее Вселената с по-тежки елементи, създадени чрез ядрения синтез на тези ранни звезди.
Тъмната материя също доминираше в ранната Вселена и се въртеше около нормалната материя в големи ореоли, концентрирайки я заедно със своята гравитация. Докато първите звезди се събраха вътре в тези ореоли от тъмна материя, процес, известен като молекулно водородно охлаждане, им помогна да се сринат в звезди.
Или това обикновено вярват астрономите
Но екип от изследователи от САЩ смятат, че тъмната материя не е взаимодействала само чрез нейната гравитация, а е била точно там в гъстата част на нещата. Техните изследвания са публикувани в статията „Тъмната материя и първите звезди: нова фаза на звездна еволюция“. Частиците от тъмна материя, компресирани заедно, започнаха да се унищожават, генерирайки огромно количество топлина и затрупвайки този механизъм за молекулно водородно охлаждане. Сплавянето на водород беше спряно и започна нова звездна фаза - „тъмна звезда“. Масивни топки от водород и хелий, захранвани от унищожаване на тъмна материя, вместо ядрен синтез.
Ако тези тъмни звезди са достатъчно стабилни, е възможно те да съществуват и до днес. Това би означавало, че ранна популация от звезди никога не е достигнала етапа на главната последователност и все още живеят в този прекъснат процес, поддържан от унищожаването на тъмната материя. Тъй като тъмната материя се изразходва в реакцията, допълнителна тъмна материя от околните региони може да потече, за да запази ядрото нагрято, и водородният синтез може да не получи шанс да поеме.
Тъмните звезди обаче може да не са толкова дълготрайни. Сливането от обикновена материя може в крайна сметка да затрупа реакцията на унищожаване на тъмната материя. Еволюцията му в обикновена звезда нямаше да бъде спряна, а само забавена.
Как астрономите биха могли да търсят тези тъмни звезди?
Те биха били много големи, с радиус на ядрото по-голям от 1 AU (разстоянието от Земята до Слънцето), така че може да са кандидати за експерименти с гравитационно лещиране. Тези наблюдения използват гравитацията от близките галактики, за да послужат като изкуствен телескоп за фокусиране на светлината от по-далечен обект. Това е най-добрата техника, която астрономите трябва да намерят най-отдалечените обекти.
Те биха могли да бъдат открити и от продуктите на унищожаване на тъмната материя. Ако природата на тъмната материя съвпада с теорията на Масивните частици, които взаимодействат слабо, нейното унищожаване би довело до много специфично излъчване и частици в големи количества. Астрономите могат да търсят гама-лъчи, неутрино и антиматерия.
Трети начин да ги откриете би било търсене на забавяне в прехода към етапа на главната последователност за ранните звезди. Тъмните звезди можеха да прекъснат този етап от милиони години, което доведе до необичайна пропаст в звездната еволюция.
Може би тези тъмни звезди ще дадат на астрономите доказателства, от които се нуждаят, за да знаят най-накрая какво всъщност представлява тъмната материя.
Оригинален източник: Тъмната материя и първите звезди: нова фаза на звездна еволюция
