Тёмные звёзды могут объяснить ранние сверхмассивные чёрные дыры
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Гипотетические тёмные звёзды, питаемые аннигилирующей тёмной материей, могли вырасти до более чем миллиона солнечных масс в ранней Вселенной. Их коллапс мог породить сверхмассивные чёрные дыры, которые космический телескоп Джеймса Уэбба обнаруживает неожиданно рано в космической истории.
Ключевые факты
- Тёмная звезда могла достичь от 100 000 до более чем миллиона солнечных масс, значительно превосходя обычные звёзды населения III.
- Космический телескоп Джеймса Уэбба мог бы наблюдать сверхмассивную тёмную звезду на протяжении более 13 миллиардов лет.
- На сегодняшний день ни одна звезда населения III не подтверждена.
- Звезда населения III массой 100 солнечных могла иметь температуру поверхности около 100 000 кельвинов и погибнуть в течение нескольких миллионов лет.
Механизм тёмной звезды
Тёмная звезда состояла бы почти полностью из первичного водорода и гелия, а ничтожное количество аннигилирующей тёмной материи обеспечивало бы тепло, удерживающее её. В отличие от звёзд, питаемых термоядерным синтезом, тёмная звезда могла оставаться чрезвычайно раздутой, с поверхностью, достаточно холодной, чтобы не заливать окрестности ионизирующим излучением. Газ мог продолжать падать внутрь, позволяя звезде вырасти от обычной звёздной массы до 100 000 или даже более миллиона Солнц. Если бы такой объект в конце концов сколлапсировал, оставшаяся чёрная дыра могла бы родиться как огромное «семя», уже гораздо ближе к сверхмассивным чёрным дырам, которые Уэбб обнаруживает неожиданно рано в космической истории.
Сравнение с населением III
Звёзды населения III сформировались до того, как более ранние звёзды обогатили газ углеродом, кислородом, железом и другими элементами, используя сырьё, состоявшее в основном из водорода и гелия со следами лития от Большого взрыва. В руководстве NASA по первым звёздам отмечается, что звезда массой 100 солнечных могла иметь температуру поверхности около 100 000 кельвинов, излучать с мощностью миллиона Солнц и погибнуть в течение нескольких миллионов лет. Ультрафиолетовое излучение этих звёзд ионизировало окружающий водород, нагревало его и создавало обратную связь в газовом облаке, противодействуя притоку холодного материала, необходимого для аккреции. Поэтому утверждение «первые звёзды были массивными» не означает автоматически, что они могли достичь миллиона солнечных масс.
Теоретические истоки
Идея тёмной звезды возникла из работ Дугласа Спольяра, Кэтрин Фриз и Паоло Гондоло, которые задались вопросом, что делала бы тёмная материя внутри первых коллапсирующих гало звездообразования.
1 источник
Тёмные звёзды могут объяснить ранние сверхмассивные чёрные дыры
