Kokį vaidmenį tamsiosios materijos vaidino ankstyvojoje Visatoje? Kadangi ji sudaro didžiąją materijos dalį, ji turi turėti tam tikrą poveikį. Užuot degę vandenilio sinteze, šios „tamsiosios žvaigždės“ buvo kaitinamos naikinant tamsiąją medžiagą.
Ir šios tamsios žvaigždės vis tiek gali būti ten.
Praėjus vos keliems šimtams tūkstančių metų po didžiojo sprogimo, Visata pakankamai atvėso, kad pirmoji materija galėtų išbristi iš perkaitinto jonizuotų dujų debesies. Gravitacija įsitvirtino ir šis ankstyvas reikalas susibūrė į pirmąsias žvaigždes. Bet šios nebuvo žvaigždės, kaip mes jas šiandien žinome. Juose buvo beveik visas vandenilis ir helis, jie išaugo į milžiniškas mases, o tada detonavo kaip supernovos. Kiekviena iš eilės einančių supernovų kartų sėja Visatą sunkesniais elementais, sukurtais šių branduolių sintezės metu.
Tamsioji materija taip pat dominavo ankstyvojoje Visatoje, svyravo aplink normalią materiją dideliuose haluose, koncentruodama ją kartu su savo gravitacija. Pirmosioms žvaigždėms susibūrus į šių tamsiosios medžiagos halų vidų, procesas, žinomas kaip molekulinis vandenilio aušinimas, padėjo joms sugriūti į žvaigždes.
Arba tuo paprastai tiki astronomai.
Tačiau tyrėjų komanda iš JAV mano, kad tamsiosios medžiagos sąveika nebuvo vien tik dėl jos sunkumo, ji buvo ten, kur stora. Jų tyrimai paskelbti veikale „Tamsioji materija ir pirmosios žvaigždės: naujas žvaigždžių evoliucijos etapas“. Suslėgtos tamsiosios medžiagos dalelės pradėjo naikinti, generuodamos didžiulį kiekį šilumos ir užvaldydamos šį molekulinį vandenilio aušinimo mechanizmą. Vandenilio sintezė buvo sustabdyta, ir prasidėjo nauja žvaigždžių fazė - „tamsi žvaigždė“. Masyvūs vandenilio ir helio rutuliai, kuriuos sunaikina tamsiosios medžiagos, o ne branduolių sintezė.
Jei šios tamsios žvaigždės yra pakankamai stabilios, gali būti, kad jos vis dar egzistuos ir šiandien. Tai reikštų, kad ankstyva žvaigždžių populiacija niekada nepasiekė pagrindinės sekos stadijos ir vis dar gyvena šiame nutrauktame procese, kurį palaiko tamsiosios medžiagos sunaikinimas. Kai reakcijos metu sunaudojama tamsi medžiaga, į aplinką gali patekti papildomos tamsiosios medžiagos, kad šerdis būtų įkaitinta, ir vandenilio sintezė gali niekada neturėti progos perimti.
Vis dėlto tamsios žvaigždės gali būti ne tokios ilgos. Susiliejimas nuo įprastos materijos ilgainiui gali užgožti tamsiosios medžiagos sunaikinimo reakciją. Jos evoliucija į įprastą žvaigždę nebus sustabdyta, tik atidėta.
Kaip astronomai galėjo ieškoti šių tamsių žvaigždžių?
Jie būtų labai dideli, o šerdies spindulys būtų didesnis nei 1 AU (atstumas nuo Žemės iki Saulės), todėl jie gali būti kandidatai į gravitacinius lęšių eksperimentus. Šie stebėjimai naudoja artimųjų galaktikų gravitaciją ir yra dirbtinis teleskopas, nukreipiantis šviesą iš atokesnio objekto. Tai geriausia technika, kurią astronomai turi rasti tolimiausiuose objektuose.
Juos taip pat būtų galima aptikti sunaikinant tamsiosios medžiagos produktus. Jei tamsiosios medžiagos pobūdis sutampa su silpnai sąveikaujančių didžiųjų dalelių teorija, jos sunaikinimas skleistų labai specifinę radiaciją ir dideliais kiekiais esančias daleles. Astronomai galėjo ieškoti gama spindulių, neutrinų ir antimedžiagos.
Trečias būdas juos aptikti būtų ankstyvųjų žvaigždžių perėjimo prie pagrindinės sekos stadijos atidėjimas. Tamsiosios žvaigždės galėjo nutraukti šį etapą milijonus metų ir sukelti neįprastą žvaigždžių evoliucijos spragą.
Galbūt šios tamsios žvaigždės suteiks astronomams įrodymų, kurių jiems reikia, kad pagaliau žinotų, kas iš tikrųjų yra tamsiosios medžiagos.
Originalus šaltinis: Tamsioji materija ir pirmosios žvaigždės: naujas žvaigždžių evoliucijos etapas
