Jakou roli hrála temná hmota v časném vesmíru? Protože tvoří většinu hmoty, musí mít určitý účinek. Místo „spalování vodíkovou fúzí“ byly tyto „temné hvězdy“ zahřívány ničením temné hmoty.
A tyto temné hvězdy mohou být stále venku.
Jen několik set tisíc let po Velkém třesku se vesmír dostatečně ochladil, aby se první hmota mohla zhroutit z přehřátého oblaku ionizovaného plynu. Gravitace se zmocnila a tato raná hmota se spojila a vytvořila první hvězdy. Ale tyto hvězdy nebyly, jak je známe dnes. Obsahovaly téměř úplně vodík a hélium, rostly na obrovské masy a poté vybuchly jako supernovy. Každá následná generace supernov zasazila vesmír těžšími prvky, vytvořenými jadernou fúzí těchto raných hvězd.
Tmavá hmota ovládla také raný vesmír, vznášela se kolem normální hmoty ve velkých svatozářích a koncentrovala ji spolu s gravitací. Když se v těchto haloch tmavé hmoty shromáždily první hvězdy, proces známý jako chlazení molekulárním vodíkem jim pomohl zhroutit se na hvězdy.
Nebo to je to, čemu astronomové běžně věří.
Ale tým vědců z USA si myslí, že temná hmota neinteragovala pouze svou gravitací, byla to právě v hustých věcech. Jejich výzkum je publikován v článku „Temná hmota a první hvězdy: nová fáze hvězdného vývoje“. Částice tmavé hmoty stlačené dohromady začaly ničit, vytvářet obrovské množství tepla a ohromující tento mechanismus molekulárního vodíkového chlazení. Fúze vodíku byla zastavena a začala nová hvězdná fáze - „tmavá hvězda“. Masivní koule vodíku a helia poháněné ničením temné hmoty, místo jaderné fúze.
Pokud jsou tyto temné hvězdy dostatečně stabilní, je možné, že by mohly existovat i dnes. To by znamenalo, že raná populace hvězd nikdy nedosáhla fáze hlavní sekvence, a stále žijí v tomto přerušeném procesu, podporovaném ničením temné hmoty. Protože se temná hmota při reakci spotřebovává, může do ní vniknout další tmavá hmota z okolních oblastí, aby se jádro udržovalo v zahřátí, a vodíková fúze by nikdy neměla šanci převzít.
Temné hvězdy nemusí být tak dlouho trvající. Fúze z normální hmoty může nakonec přemoci reakci ničení temné hmoty. Jeho vývoj na pravidelnou hvězdu by se nezastavil, pouze zpozdil.
Jak mohli astronomové hledat tyto temné hvězdy?
Byly by velmi velké, s poloměrem jádra větším než 1 AU (vzdálenost od Země ke Slunci), takže by mohly být kandidáty pro experimenty s gravitačními čočkami. Tato pozorování používají gravitaci z blízkých galaxií jako umělý dalekohled k zaostření světla ze vzdálenějšího objektu. Toto je nejlepší technika, kterou musí astronomové najít nejvzdálenější objekty.
Mohou být také detekovatelní ničivými produkty temné hmoty. Pokud by povaha temné hmoty odpovídala teorii slabých interakcí s masivními částicemi, její zničení by vydalo velmi specifické záření a částice ve velkém množství. Astronomové mohli hledat gama paprsky, neutrina a antihmotu.
Třetím způsobem, jak je odhalit, by bylo hledat zpoždění přechodu do fáze hlavní sekvence pro počáteční hvězdy. Tmavé hvězdy mohly tuto fázi přerušit po miliony let, což vedlo k neobvyklé mezeře ve hvězdném vývoji.
Možná tyto temné hvězdy poskytnou astronomům důkazy, které potřebují, aby konečně věděli, jaká temná hmota skutečně je.
Původní zdroj: Temná hmota a první hvězdy: nová fáze hvězdného vývoje
