Co to jest ciemna gwiazda?

Czarne gwiazdy mogą być najbardziej wpływowymi ciałami niebieskimi we wszechświecie, o których istnieniu nikt nie wie.

W rzeczywistości mogą być starszymi gwiazdami kosmosu, migoczącymi na długo przed pojawieniem się gwiazd - przynajmniej tak, jak je teraz znamy.

Dlaczego więc nie ma dzisiaj na to dowodów?

Być może dosłownie wyblakły na czarno. Jak w czarnej dziurze .

Przynajmniej taką teorię przyjęła fizyk z Uniwersytetu Michigan Katherine Freese w ostatnim wywiadzie dla Astronomy.

Freese sugeruje, że ciemne gwiazdy są tak naprawdę ziarnami supermasywnych czarnych dziur, które czają się w sercu każdej galaktyki. W końcu nawet gięte w czasie, odkurzające obszary przestrzeni muszą z czegoś wyrosnąć. I że coś może być ciemną gwiazdą.

Ale w jaki sposób jasne i lśniące ciało niebieskie przybiera tak dramatycznie ciemny obrót? Cóż, z jednej strony, ciemna gwiazda - w przeciwieństwie do gwiazd, które znamy i czasami sobie życzymy - miałaby już ciemność, dosłownie, przebiegającą przez jej żyły.

Wszystkie gwiazdy, które widzimy dzisiaj, podlegają tej samej ogólnej zasadzie syntezy jądrowej. Sama masa gwiazdy oznacza, że ​​zawsze jest w stanie zapadnięcia się. Ale ten rodzaj stałego nacisku na jego rdzeń wytwarza również energię, która promieniuje na zewnątrz. Rezultatem jest idealna równowaga wewnętrznego przyciągania i zewnętrznego promieniowania.

Na przykład nasze słońce osiągnęło idealną równowagę, rozbijając ciśnienie grawitacyjne na gigantyczną baterię, która zasadniczo zasila układ słoneczny.

Z drugiej strony ciemne gwiazdy robią to trochę inaczej.

Jasne, w ich żyłach płynie wodór i hel - ale także odrobina ciemnej materii.

Tak, to kolejny materiał, którego nikt nie widział ani nawet nie wykrył - czyniąc teorię ciemnych gwiazd jeszcze bardziej ... teoretyczną.

Ale oto, jak Freese sugeruje, że może działać:

Około 13 miliardów lat temu, gdy powstawały ciemne gwiazdy, wszechświat był zupełnie innym i znacznie gęstszym miejscem. Prawdopodobnie włączyli ciemną materię do swojego DNA, w postaci słabo oddziaływujących masywnych cząstek lub WIMP.

Nawet jako mikroskopijny składnik makijażu gwiazdy, ciemna materia mogła utrzymywać ciało w napadzie i dmuchaniu przez miliard lat dzięki unikalnemu procesowi zwanemu anihilacją ciemnej materii.

Zasadniczo, ciemna materia daje ciemnej gwiazdce jej supermoce - może rozszerzać się i promieniować energią bez konieczności polegania na tym delikatnym tańcu znanym jako fuzja jądrowa. To również odciążyłoby ciemną gwiazdę od jej jądra, pozwalając jej rozciągnąć się na zewnątrz i, pomimo swojej nazwy, świecić znacznie jaśniej i bardziej.

„Mogą rosnąć tak długo, jak długo pali się ciemna materia” - mówi Astronomia Freese. „Zakładamy, że mogą uzyskać masę nawet 10 milionów razy większą niż masa Słońca i 10 miliardów razy jaśniejszą niż Słońce, ale tak naprawdę nie wiemy. Zasadniczo nie ma granicy odcięcia”.

I sugeruje, że w pewnym momencie gwiazda o takiej masie musiałaby się zapaść, stając się czarną dziurą.

Ale w jaki sposób teoria, która opiera się na teorii, staje się rzeczywistością? Musimy tylko znaleźć jednego na niekończącym się stogu siana, jakim jest kosmos.

I to może być praca dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

Pełnowymiarowy model Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba - najpotężniejszego obserwatorium kosmicznego, jakie kiedykolwiek stworzono. (Zdjęcie: Chris Gunn / NASA)

Planowane na start w marcu 2021 r., Kosmiczne oko będzie „największym i najmocniejszym teleskopem, jaki kiedykolwiek został umieszczony w kosmosie”.

Podczas gdy astronomowie są słusznie podekscytowani perspektywą niezliczonych odkryć nowych planet, teleskop może wreszcie wreszcie ujrzeć to najbardziej nieuchwytne i starożytne ciało niebieskie znane jako ciemna gwiazda.

„Gdyby bardzo wcześnie znaleziono ciemną gwiazdę miliona mas Słońca [James Webb], jest całkiem jasne, że taki obiekt stałby się wielką czarną dziurą” - mówi Freese. „Wówczas mogłyby się one połączyć, tworząc supermasywne czarne dziury. Bardzo rozsądny scenariusz!”

Podobne Artykuły