Wissenschaftler vermuten, dass Webb Sterne gefunden hat, die von dunkler Materie angetrieben werden

Astronomen, die das uralte Licht des Webb-Weltraumteleskops untersuchten, fanden drei Stacheln, von denen sie dachten, sie könnten „dunkle Sterne“ sein, theoretische Objekte, die von dunkler Materie angetrieben werden.

Dunkle Materie macht etwa 27 % des Universums aus; Sein mysteriöser Partner, die Dunkle Energie, macht etwa 68 % aus. Sie können nachrechnen: Wir wissen erschreckend wenig darüber, woraus das Universum besteht und wie es sich verhält. Webbs jüngste Ziele scheinen in diesem Bereich der kosmischen Unsicherheit zu liegen. Das Team wurde recherchiert veröffentlicht Letzte Woche in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Die drei Ziele sind JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 und JADES-GS-z11-0 und wurden im Dezember 2022 von Webb als Galaxien identifiziert. Die Ziele wurden im Rahmen von abgebildet JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)das Bilder des tiefen Feldes des Weltraums aufnimmt und dabei sehr altes Licht untersucht, um Wissenschaftlern dabei zu helfen, die Entwicklung kosmischer Strukturen wie Galaxien zu verstehen.

Die drei Objekte stammen aus einer Zeit, als das Universum zwischen 320 und 400 Millionen Jahre alt war, was sie (im kosmologischen Sinne) sehr jung macht. Und obwohl es sich um Galaxien mit Millionen von Sternen handeln könnte, geht das neueste Forschungsteam davon aus, dass sie nicht von noch nie zuvor gesehenen dunklen Sternen entstehen, die millionenfach so groß sein könnten wie die Masse unserer Sonne und durch Kollisionen von Teilchen dunkler Materie angetrieben werden könnten. statt Kernfusion.

Dunkle Materie ist nicht im wahrsten Sinne des Wortes dunkel, zumindest nicht unbedingt. Man nennt sie Dunkle Materie, weil sie für den Menschen nahezu unmöglich zu entdecken ist. Wir Dunkle Materie erkennt man an ihren Gravitationseffekten; Halos aus dunkler Materie, düstere Galaxien zusammenUnd Astronomen sehen antikes Licht am deutlichsten, wenn dunkle Materie Photonen durch ihr Gravitationsfeld beugt und fokussiert.

Obwohl Wissenschaftler nicht wissen, woraus dunkle Materie besteht, haben sie doch einige Ideen. Wie Gizmodo Anfang des Jahres berichtete:

Es gibt ein paar Spitzenkandidaten für Dunkle Materie (Und es ist kein Nullsummenspiel; viele Kandidaten für dunkle Materie könnten zum Universum beitragen.) Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs) sind theoretische Objekte, die Masse haben und sich wie Teilchen verhalten, aber kaum mit gewöhnlicher Materie interagieren – daher können wir sie nicht erkennen.

Der andere wichtige Kandidat ist das Axion, a Ein theoretisches Teilchen (genauer gesagt ein Boson), das als Waschmittel bezeichnet wird. Die Achse wäre viel kleiner als bei einem WIMP und es wurde die Hypothese aufgestellt, dass sie sich eher wie eine Welle als wie ein Teilchen verhält, wie Lichtphotonen.

Im April untersuchte eine Gruppe von Wissenschaftlern Einsteins Ringe (fernes Licht, das durch die Schwerkraft reflektiert wird und im Weltraum einen Lichtring bildet). Hinweise auf axiale Dunkle Materie gefunden Es erzeugt Helligkeitsanomalien in entfernten Quasaren.

Da die Kandidaten für die Dunkle Materie jedoch nicht in Konflikt stehen, könnten WIMPs durchaus noch existieren, und das neueste Forschungsteam vermutet, dass WIMPs das Herzstück theoretischer Dunkler Sterne sind. Die Idee ist, dass WIMPs in den dunklen Kernen von Sternen kollidieren, sich gegenseitig vernichten und Wärmeenergie freisetzen. Diese Wärme wird an Wasserstoffgas abgegeben, wodurch Objekte hell leuchten.

„Die Entdeckung eines neuen Sterntyps ist an sich schon interessant, aber es ist die Entdeckung der Dunklen Materie, die dabei hilft – das wäre riesig“, sagte Katherine Freese, Astrophysikerin an der University of Texas in Austin und Mitautorin der Studie . Universität Start. „Wenn einige dieser frühen galaxienähnlichen Objekte tatsächlich dunkle Sterne sind, stimmt die Simulation der Galaxienentstehung besser mit den Beobachtungen überein.“

Dunkle Sterne wurden erstmals 2008 vorgeschlagenAber erst jetzt liefert das Webb-Weltraumteleskop klare Sicht auf einige der ältesten Lichter, die wir sehen können. Nach Angaben des Forschungsteams wären die theoretischen Sterne kühl und geschwollen und hätten eine bis zu zehn Milliarden Mal höhere Leuchtkraft als die Sonne.

Astrophysiker beschreiben von Zeit zu Zeit Zanni-Strukturen im Raum, um mathematisch beschriebene Lösungen für Aspekte der Astrophysik bereitzustellen, die unter ihnen völlig bedeutungslos sind Standardmodell der Kosmologie. (Das Gleiche gilt für verschiedene Kandidaten für dunkle Materie, wie z. B. Axionen, die Probleme mit dem Standardmodell der Teilchenphysik erklären sollen.)

Anfang dieses Jahres hat A.J Ein Team von Physikern beschrieb das topologische Soliton, das aufgrund seiner Gravitationswirkung wie ein Schwarzes Loch aussehen würde, aber dennoch Licht aussendet. Bosonensterne und Gravasterne sind Beispiele für andere Objekte, die mathematisch vorgeschlagen, aber nie beobachtet wurden.

Ebenso sind bekannte Objekte potenzielle Standorte für die Produktion dunkler Materie. Im Jahr 2021 hat ein Team von Astrophysikern einen Vorschlag gemacht Dass Axionen in den Kernen von Neutronensternen erzeugt werden können, die zu den dichtesten Objekten im Universum gehören. Man kann sich dunkle Sterne auch in umgekehrter Richtung vorstellen: Anstatt dass ihre Zentren Fabriken für Teilchen dunkler Materie sind, sind sie Orte für deren Zerstörung.

Das Forschungsteam geht davon aus, dass dunkle Sterne als große Galaxien missverstanden werden können und dass Sterne die Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher sein könnten, die bereits in den frühen Tagen des Universums – also in den ersten paar hundert Millionen Jahren ihrer Existenz – beobachtet wurden.

Einige dieser supermassereichen Schwarzen Löcher könnten auch im Hintergrund der Gravitationswellen eine Rolle spielen Astrophysiker sahen letzten Monat die ersten Anzeichen. Da supermassive Schwarze Löcher einander auf der Skala von Hunderten von Millionen Jahren umkreisen, verursachen sie kaum wahrnehmbare Wellen in der Raumzeit, die über das Universum hinweg springen.

Weitere Beobachtungen mit Webb werden Astrophysikern einen besseren Einblick in diese alten Lichtquellen geben; Ob Galaxien oder Sterne, die von dunkler Materie angetrieben werden, wir hoffen, dass wir nicht mehr lange im Dunkeln tappen.

Mehr: Astrophysiker entdecken Einstein-Ringe, die den Zustand der dunklen Axion-Materie verbessern