Para ilmuwan berpendapat bahwa Webb menemukan bintang yang ditenagai oleh materi gelap

Para astronom yang melihat cahaya kuno yang dilihat oleh Teleskop Luar Angkasa Webb menemukan tiga duri yang mereka pikir bisa menjadi “bintang gelap”, objek teoretis yang ditenagai oleh materi gelap.

Materi gelap membentuk sekitar 27% dari alam semesta; Mitra misterinya, energi gelap, menghasilkan sekitar 68%. Anda bisa berhitung: Kita hanya tahu sedikit tentang terbuat dari apa alam semesta dan bagaimana perilakunya. Target Webb baru-baru ini muncul di wilayah ketidakpastian kosmik itu. Tim itu diteliti diterbitkan Minggu lalu di Prosiding National Academy of Sciences.

Ketiga target tersebut adalah JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0, dan JADES-GS-z11-0 dan diidentifikasi sebagai galaksi oleh Webb pada Desember 2022. Target tersebut dicitrakan sebagai bagian dari JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)yang mengambil gambar bidang luar angkasa yang dalam, melihat cahaya yang sangat kuno untuk membantu para ilmuwan memahami evolusi struktur kosmik seperti galaksi.

Ketiga objek tersebut berasal dari masa ketika alam semesta berusia antara 320 dan 400 juta tahun, yang membuatnya sangat muda (dalam pengertian kosmologis). Dan sementara mereka bisa menjadi galaksi yang mengandung jutaan bintang, tim peneliti terbaru berpendapat bahwa mereka belum pernah melihat bintang gelap sebelumnya, yang bisa jutaan kali massa matahari kita dan bisa ditenagai oleh tumbukan partikel materi gelap. bukannya fusi nuklir.

Materi gelap tidak benar-benar gelap, setidaknya belum tentu. Disebut materi gelap karena hampir tidak mungkin dideteksi oleh manusia. Kami Anda melihat materi gelap dalam efek gravitasinya; lingkaran cahaya galaksi gelap materi gelap bersama-samaDan para astronom melihat cahaya kuno paling jelas ketika materi gelap membelok dan memfokuskan foton melalui medan gravitasinya.

Sementara para ilmuwan tidak tahu terbuat dari apa materi gelap, mereka memiliki beberapa ide. Seperti yang dilaporkan Gizmodo awal tahun ini:

Ada beberapa Kandidat terkemuka untuk materi gelap (Dan ini bukan permainan zero-sum; banyak kandidat materi gelap dapat berkontribusi pada alam semesta.) Partikel Masif Berinteraksi Lemah (WIMPs) adalah objek teoretis yang memiliki massa dan berperilaku seperti partikel tetapi hampir tidak berinteraksi dengan materi biasa — karenanya ketidakmampuan kita untuk mengenalinya.

Kandidat utama lainnya adalah axion, a Partikel teoretis (boson, tepatnya) disebut deterjen. Sumbu akan jauh lebih kecil daripada WIMP dan telah dihipotesiskan bahwa ia berperilaku lebih seperti gelombang daripada partikel, seperti foton cahaya.

Pada bulan April, sekelompok ilmuwan mempelajari cincin Einstein (cahaya jauh yang dipantulkan oleh gaya gravitasi, membentuk cincin cahaya di luar angkasa). menemukan bukti materi gelap aksial Ini menghasilkan anomali kecerahan di quasar jauh.

Tetapi karena kandidat materi gelap tidak berkonflik, WIMP mungkin masih ada, dan tim peneliti terbaru menduga bahwa WIMP berada di jantung teori bintang gelap. Idenya adalah bahwa WIMP di inti gelap bintang bertabrakan, saling memusnahkan dan melepaskan energi panas. Panas ini dilepaskan menjadi gas hidrogen, menyebabkan benda bersinar terang.

“Mendeteksi jenis bintang baru memang menarik, tetapi deteksi materi gelaplah yang bekerja dalam hal ini – itu akan sangat besar,” kata Katherine Friese, astrofisikawan University of Texas di Austin dan rekan penulis studi tersebut. Universitas meluncurkan. “Jika beberapa objek mirip galaksi awal ini sebenarnya adalah bintang gelap, simulasi pembentukan galaksi lebih sesuai dengan pengamatan.”

Bintang gelap pertama kali diusulkan pada tahun 2008Tapi baru sekarang Teleskop Luar Angkasa Webb memberikan pandangan yang jelas tentang beberapa cahaya tertua yang bisa kita lihat. Bintang-bintang teoretis akan menjadi dingin dan menggembung dan hingga sepuluh miliar kali luminositas Matahari, menurut tim peneliti.

Ahli astrofisika menggambarkan struktur zanni dalam ruang dari waktu ke waktu, untuk memberikan solusi yang dijelaskan secara matematis untuk aspek astrofisika yang sama sekali tidak berarti di bawah Model Standar Kosmologi. (Hal yang sama dapat dikatakan untuk berbagai kandidat materi gelap, seperti axion, yang dibuat untuk menjelaskan masalah dengan Model Standar fisika partikel.)

Awal tahun ini, A.J Sebuah tim fisikawan menggambarkan soliton topologi, yang akan terlihat seperti lubang hitam karena efek gravitasinya tetapi masih memancarkan cahaya. Bintang boson dan gravastars adalah contoh objek lain yang telah diajukan secara matematis tetapi tidak pernah teramati.

Dengan cara yang sama, objek yang diketahui adalah situs potensial untuk produksi materi gelap. Pada tahun 2021, tim ahli astrofisika telah mengusulkan Sumbu itu dapat diproduksi di inti bintang neutron, salah satu objek terpadat di alam semesta. Anda dapat memikirkan bintang gelap dalam arah yang berlawanan: alih-alih pusatnya menjadi pabrik partikel materi gelap, mereka adalah tempat kehancurannya.

Tim peneliti percaya bahwa bintang gelap dapat disalahpahami sebagai galaksi besar, dan bahwa bintang mungkin menyemai lubang hitam supermasif yang terlihat bahkan di masa awal alam semesta – artinya, beberapa ratus juta tahun pertama keberadaannya.

Beberapa lubang hitam supermasif ini mungkin juga berperan dalam latar belakang gelombang gravitasi Ahli astrofisika melihat tanda-tanda pertama bulan lalu. Saat lubang hitam supermasif mengorbit satu sama lain dalam skala ratusan juta tahun, mereka menyebabkan riak yang hampir tak terlihat dalam ruang-waktu yang memantul melintasi alam semesta.

Lebih banyak pengamatan dengan Webb akan memberi astrofisikawan pandangan yang lebih baik tentang sumber cahaya kuno itu; Baik itu galaksi atau bintang yang ditenagai oleh materi gelap, kami berharap tidak akan berada dalam kegelapan lebih lama lagi.

Lebih lanjut: Ahli astrofisika menemukan cincin Einstein yang meningkatkan keadaan materi gelap axion