Вселенная полна тайн и загадок. Помимо относительно привычных для нас объектов, в космосе могут быть различные экзотические звезды и иные объекты. Например, в отдаленных её уголках астрономы обнаружили несколько кандидатов в тёмные звезды — гипотетические светила, питающиеся не за счет термоядерного синтеза, а за счет аннигиляции частиц темной материи.
Впервые эти кандидаты были найдены в 2023 году, когда ученые использовали фотометрические данные но ученым не хватало точности "Уэбба" для проверки их природы. В новом исследовании, проанализировав спектры этих звезд, авторы подтвердили их соответствие теоретической модели тёмных звёзд.
Идея о существовании тёмных звезд на основе тёмной материи возникла еще в 2007 году. Физики из Мичиганского университета предположили, что в ранней Вселенной, до появления обычных звезд, существовали гипотетические объекты из водорода и гелия. Эти звезды разогревались за счет аннигиляции пока гипотетической темной материи, что позволяло им поддерживать температуру поверхности ниже 10 тысяч градусов и излучать характерный "бело-призрачный" свет
Внешне такие "тёмные звёзды" должны быть немного похожи на "обычные" звезды .Но они в отличие от обычных светил они могут достигать массы в миллионы солнечных масс и формироваться в центрах тёмных гало, предшествовавших появлению галактик. По модели, в конце своей жизни они должны были коллапсировать в черные дыры, которые впоследствии могли стать предшественниками сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых во Вселенной спустя миллиард лет после теоретического Большого взрыва.
Первых кандидатов астрономы нашли, анализируя фотометрические данные обзора JADES, собранные с помощью камеры NIRCam на космическом телескопе «Джеймс Уэбб». Три далёкие галактики — JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z13-0 — по характеристикам излучения и распределению энергии соответствовали теоретическим моделям сверхмассивных темных звезд. Однако позже объект JADES-GS-z12-0 исключили из списка кандидатов из-за признаков металличности, то есть наличия элементов тяжелее гелия.
Теперь международная команда астрофизиков под руководством Космина Илие из Колгейтского университета проанализировала спектроскопические данные, полученные с помощью «Джеймса Уэбба». Результаты показали, что спектры двух из трех ранее предложенных кандидатов — JADES-GS-z11-0 и JADES-GS-z13-0 — согласуются с теоретическими моделями.
JADES-GS-z11-0( UDFj-39546284,UDF-22980 и т.д) имеет красное смешение 11,58 z, то есть она удалена от нас на 32,62 миллиарда световых лет с учётом расширения Вселенной. JADES-GS-z13-0, или JADES-GS+53.1499–27.7765 имеет красное смещение 13,2 z — она удалена от нас на 33,34 миллиард световых лет.
Обе расположенные Бог знает где галактики, похоже на то, что являются эллиптическими. Кроме того, астрофизики обнаружили еще двух кандидатов: [] и JADES-GS-z14-1. Расстояние до JADES-GS-z14-1 с учётом космологического расширения составляет 33,66 миллиарда световых лет а до JADES-GS-z14-0 придётся преодолеть 33,79 миллиард световых лет.Радиус JADES-GS-z14-1 пока не установлен а вот радиус JADES-GS-z14-0 составляет 1600 световых лет.Её космологическое красное смещение z =14,1793.Все галактики были найдены в созвездии Печь.
Особое внимание исследователей привлек самый удаленный и яркий объект — JADES-GS-z14-0. В его спектре, возможно, зафиксирована уникальная для темных звезд «подпись» — слабая линия поглощения ионизированного гелия. Однако из-за слишком большого расстояния и низкого соотношения сигнал/шум эти данные нельзя считать достоверными.
Кроме того, данные для JADES-GS-z14-0, полученные с помощью радиообсерватории ALMA, указывают на возможное присутствие спектральных линий ионизированного кислорода. Это может свидетельствовать о наличии тяжёлых элементов и поставить под сомнение статус кандидата в тёмные звезды.
Тем не менее четыре объекта соответствуют теоретическим моделям темных звезд по массе, форме и распределению светимости. Если дальнейшие исследования подтвердят выводы статьи, астрофизики смогут объяснить присутствие в ранней Вселенной необычайно ярких объектов и сверхмассивных черных дыр.