Астрономи, які працюють з телескопом James Webb (JWST), повідомили про можливе відкриття перших у Всесвіті так званих «темних зірок». Ці гіпотетичні об’єкти могли сформуватися через кількасот мільйонів років після Великого вибуху з хмар водню й гелію, але, на відміну від звичайних зірок, світяться не завдяки ядерному синтезу, а шляхом анігіляції частинок темної матерії.
Дослідження, проведене під керівництвом Косміна Іліє з Університету Колгейта у співпраці з Шафаатом Махмудом, Джилліан Полін і Кетрін Фріз із Техаського університету в Остіні, описує чотири надзвичайно віддалені об’єкти, спектри яких узгоджуються з моделями надмасивних темних зірок. За словами Іліє, це «гігантські, але розріджені хмари з водню та гелію, які не стискаються під власною гравітацією завдяки енергії, що вивільняється під час самознищення частинок темної матерії всередині них».
Оригінальну теорію темних зірок ще у 2008 році запропонувала Кетрін Фріз разом із Дугом Сполайяром і Паоло Гондоло. Вчені припустили, що саме такі об’єкти могли бути попередниками надмасивних чорних дір, які спостерігаються у ранньому Всесвіті. У новій роботі команда проаналізувала дані спектрів чотирьох найвіддаленіших об’єктів, зокрема JADES-GS-z14‑0, JADES-GS-z14‑1, JADES-GS-z13‑0 та JADES-GS-z11‑0, і виявила, що всі вони відповідають характеристикам темних зірок.
Особливу увагу привернув об’єкт JADES-GS-z14‑0, у спектрі якого зафіксовано поглинання на довжині хвилі 1640 ангстрем — характерну ознаку наявності іонізованого гелію в атмосфері темних зірок. Хоча співвідношення сигналу до шуму наразі невисоке, дослідники назвали цю знахідку «першим потенційним доказом існування темної зорі». Інші спостереження за допомогою масиву ALMA показали наявність кисню, що може свідчити про складніше середовище — наприклад, темну зірку, занурену в газову туманність або результат злиття з іншою галактикою.
Якщо ці результати підтвердяться, це відкриття може започаткувати новий напрям у астрофізиці — вивчення зірок, що живляться енергією темної матерії. Автори роботи зазначають, що такі об’єкти могли відіграти ключову роль у формуванні перших надмасивних чорних дір, які сьогодні спостерігаються телескопом James Webb на краю видимого Всесвіту.