Kakvu je ulogu igrala tamna tvar u ranom Svemiru? Budući da čini većinu materije, to mora imati neki učinak. Umjesto da sagorijevaju vodikovom fuzijom, ove "tamne zvijezde" zagrijavale su se uništavanjem tamne materije.
A ove tamne zvijezde možda su još uvijek vani.
Samo nekoliko stotina tisuća godina nakon Velikog praska, Svemir se dovoljno ohladio da se prva materija spoji iz pregrijanog oblaka ioniziranog plina. Gravitacija je zauzela i ta se rana materija sastavila kako bi tvorila prve zvijezde. Ali, ovo nisu bile zvijezde kakve danas poznajemo. Sadržavali su gotovo u potpunosti vodik i helij, narastali do ogromne mase, a potom su eksplodirali kao supernove. Svaka uzastopna generacija supernova zasijala je Svemir težim elementima, stvorenim nuklearnim spajanjem tih ranih zvijezda.
Tamna materija dominirala je i u ranom Svemiru, lebdeći oko normalne materije u velikim oreolima, koncentrirajući je zajedno sa svojom gravitacijom. Kako su se prve zvijezde okupile unutar ovih oreola tamne materije, proces poznat kao molekularno hlađenje vodikom pomogao im je da se sruše u zvijezde.
Ili, to astronomi obično vjeruju.
Ali tim istraživača iz SAD-a smatra da tamna materija nije samo međudjelovala svojom gravitacijom, već je bila tamo u gustini stvari. Njihova su istraživanja objavljena u radu „Tamna materija i prve zvijezde: nova faza evolucije zvijezda“. Čestice tamne tvari stisnute zajedno počele su se uništavati, stvarajući ogromne količine topline i nadjačavajući ovaj molekulski mehanizam za hlađenje vodika. Fuzija vodika zaustavljena je i započela je nova zvjezdana faza - "tamna zvijezda". Ogromne kuglice vodika i helija, pogonjene uništavanjem tamne materije, umjesto nuklearne fuzije.
Ako su ove tamne zvijezde dovoljno stabilne, moguće su da bi i danas mogle postojati. To bi značilo da rana populacija zvijezda nikada nije dostigla fazu glavne sekvence i još uvijek živi u ovom pobačenom procesu, podržanom uništavanjem tamne materije. Kako se u reakciji troši tamna tvar, dodatna tamna tvar iz okolnih područja mogla bi se slijevati u topliju jezgru i fuzija vodika možda nikad neće dobiti priliku da preuzme.
Međutim, tamne zvijezde možda neće biti toliko dugotrajne. Fuzija iz uobičajene materije eventualno bi mogla nadvladati reakciju uništavanja tamne materije. Njegova evolucija u redovnu zvijezdu ne bi se zaustavila, samo odgodila.
Kako astronomi mogu tražiti ove tamne zvijezde?
Oni bi bili vrlo veliki, s polumjerom jezgre većim od 1 AU (udaljenost od Zemlje do Sunca), tako da bi mogli biti kandidati za eksperimente s gravitacijskim lećanjem. Ova opažanja koriste gravitaciju iz obližnjih galaksija da bi poslužila kao umjetni teleskop za fokusiranje svjetlosti iz udaljenijeg objekta. Ovo je najbolja tehnika koju astronomi moraju pronaći najdalje udaljene predmete.
Također ih se može otkriti proizvodima uništavanja tamne materije. Ako se priroda tamne materije poklapa s teorijom masivnih čestica slabo interaktivnih interakcija, njezino uništavanje u velikim će količinama izazivati vrlo specifično zračenje i čestice. Astronomi su mogli potražiti gama zrake, neutrine i antimaterije.
Treći način da se to otkrije bilo bi traženje kašnjenja u prijelazu na stadij glavne sekvence za rane zvijezde. Tamne zvijezde mogle su prekinuti ovu fazu milijunima godina, što je dovelo do neobičnog jaza u evoluciji zvijezda.
Možda će ove tamne zvijezde astronomima pružiti dokaze koji su im potrebni kako bi napokon znali što je zapravo tamna tvar.
Izvorni izvor: Tamna materija i prve zvijezde: nova faza evolucije zvijezde
