Kādu lomu tumšajā matērijā spēlēja agrīnajā Visumā? Tā kā tā veido lielāko daļu matērijas, tai ir jābūt zināmai ietekmei. Tā vietā, lai sadedzinātu ar ūdeņraža saplūšanu, šīs “tumšās zvaigznes” tika uzkarsētas, iznīcinot tumšo vielu.
Un šīs tumšās zvaigznes joprojām varētu būt tur.
Tikai dažus simtus tūkstošus gadu pēc lielā sprādziena Visums bija pietiekami atdzisis, lai pirmā matērija varētu salīst no jonizētas gāzes pārkarsēta mākoņa. Smagums pieņēma un šī agrīnā matērija sanāca kopā, veidojot pirmās zvaigznes. Bet šīs nebija zvaigznes, kā mēs viņus pazīstam šodien. Tie gandrīz pilnībā saturēja ūdeņradi un hēliju, izauga līdz milzīgai masai un pēc tam detonējās kā supernovas. Katra secīgā supernovu paaudze iesēja Visumu ar smagākiem elementiem, kas tika radīti šo agrīno zvaigžņu kodolsintēzes ceļā.
Tumšā matērija dominēja arī agrīnajā Visumā, pārvietojoties ap normālo matēriju lielos halos, koncentrējot to kopā ar smagumu. Pirmajām zvaigznēm pulcējoties šajās tumšās vielas halos, process, kas pazīstams kā molekulārā ūdeņraža dzesēšana, palīdzēja tām sabrukt zvaigznēs.
Vai tieši tam astronomi parasti tic.
Bet pētnieku grupa no ASV domā, ka tumšā matērija ne tikai mijiedarbojās ar savas smaguma spējas palīdzību, bet tieši tur, kur bija daudz lietu. Viņu pētījumi ir publicēti rakstā “Tumšā matērija un pirmās zvaigznes: jauns zvaigžņu evolūcijas posms”. Tumšās vielas daļiņas, kas saspiestas kopā, sāka iznīcināt, radot milzīgu siltuma daudzumu un pārspējot šo molekulāro ūdeņraža dzesēšanas mehānismu. Ūdeņraža saplūšana tika apturēta, un sākās jauna zvaigžņu fāze - “tumšā zvaigzne”. Masīvas ūdeņraža un hēlija bumbiņas, ko iznīcina tumšās vielas, nevis kodolsintēze.
Ja šīs tumšās zvaigznes ir pietiekami stabilas, iespējams, ka tās varētu pastāvēt vēl šodien. Tas nozīmētu, ka zvaigžņu agrīnā populācija nekad nav sasniegusi galvenās secības pakāpi un joprojām dzīvo šajā pārtrauktajā procesā, kuru uztur tumšās matērijas iznīcināšana. Tā kā tumšā viela tiek patērēta reakcijā, papildu tumšā viela no apkārtējiem reģioniem varētu ieplūst, lai kodols tiktu uzkarsēts, un ūdeņraža saplūšana, iespējams, nekad nesaņems iespēju pārņemt.
Tomēr tumšās zvaigznes varētu nebūt tik ilgstošas. Saplūšana no parastās matērijas galu galā var apbērt tumšās matērijas iznīcināšanas reakciju. Tās evolūcija par parastu zvaigzni netiktu apturēta, tikai kavēta.
Kā astronomi varēja meklēt šīs tumšās zvaigznes?
Tie būtu ļoti lieli, ar serdes rādiusu, kas lielāks par 1 AU (attālums no Zemes līdz Saulei), tāpēc tie varētu būt kandidāti gravitācijas objektīvu eksperimentiem. Šie novērojumi izmanto tuvējo galaktiku smagumu un kalpo kā mākslīgais teleskops, lai fokusētu gaismu no attālāka objekta. Šī ir labākā tehnika astronomiem, lai atrastu vistālākos objektus.
Tos varētu noteikt arī ar tumšās vielas iznīcināšanas produktiem. Ja tumšās vielas būtība sakrīt ar vāji mijiedarbojošos masīvo daļiņu teoriju, tās iznīcināšana izdalītu ļoti specifisku starojumu un daļiņas lielos daudzumos. Astronomi varēja meklēt gamma starus, neitrīnus un antimatēriju.
Trešais veids, kā tos atklāt, būtu agrīno zvaigžņu meklēšana aizkavēšanās pārejā uz galvenās secības stadiju. Tumšās zvaigznes varēja pārtraukt šo posmu miljoniem gadu, izraisot neparastu plaisu zvaigžņu evolūcijā.
Iespējams, ka šīs tumšās zvaigznes sniegs astronomiem nepieciešamos pierādījumus, lai beidzot zinātu, kas patiesībā ir tumšā matērija.
Oriģinālais avots: tumšā matērija un pirmās zvaigznes: jauns zvaigžņu evolūcijas posms
