Η σκοτεινή ύλη τροφοδότησε τα πρώτα αστέρια;

Πηγή: UniverseToDay, 2 Ιανουαρίου 2009

Τα πρώτα αστέρια για να ξεκινήσουν τη ζωή τους στο πρώιμο σύμπαν μπορεί να είχαν τροφοδοτηθεί από την σκοτεινή ύλη, σύμφωνα με μια νέα μελέτη. Γι αυτό και η ερευνήτρια Ann Arbor, από το πανεπιστήμιο του Michagan, ονομάζει τα πρώτα - πρώτα αστέρια "Σκοτεινά Άστρα," και προτείνει πως η σκοτεινή ύλη με τη θερμότητα της έδωσε την αναγκαία ενέργεια σε αυτά τα αστέρια αντί της σύντηξης.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι υπήρχε στα πρώτα στάδια του σύμπαντος μια υψηλή συγκέντρωση σωματιδίων της σκοτεινής ύλης (WIMP), οπότε αυτά τα σωματίδια αναγκαστικά βρέθηκαν στο εσωτερικό των πρώτων άστρων. Ακολούθως με την εξαΰλωση τους δημιούργησαν αρκετή θερμότητα για να τροφοδοτήσουν τα αστέρια, αντί του συνηθισμένου υδρογόνου.

"Μελετήσαμε τη συμπεριφορά των WIMPs στα πρώτα αστέρια," αναφέρει η Katherine Freese στη μελέτη της, "και διαπιστώσαμε ότι μπορούν να αλλάξουν ριζικά την αστρική εξέλιξη. Τα προϊόντα της εξαΰλωσης των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης μέσα στο σκοτεινό άστρο μπορούν να παγιδευτούν και να δώσουν αρκετή ενέργεια για να θερμάνουν το ίδιο το άστρο και να το εμποδίσουν από την κατάρρευση του."

Αριστερά: καλλιτεχνική απεικόνιση ενός αόρατου "Σκοτεινού Άστρου" στο υπέρυθρο φως, που το εκπέμπει ως θερμότητα. Ο πυρήνας του άστρου τυλίγεται από νέφη αερίου υδρογόνου και ηλίου. Η νέα μελέτη προτείνει ότι τα πρώτα αστέρια στον Κόσμο δεν έλαμπαν, αλλά μπορεί να ήταν σκοτεινά αστέρια

Η φιλοσοφία πίσω από αυτήν την έρευνα είναι ότι το 95% της μάζας στους γαλαξίες και τα γαλαξιακά σμήνη είναι υπό μορφή μιας άγνωστης μορφής ύλης, την σκοτεινή ύλη. Οι ερευνητές πιστεύουν, πως τα πρώτα αστέρια που σχηματίστηκαν στον Κόσμο είναι μια καλή θέση για να ψάξουμε για σημαντικά ποσά εξαΰλωσης σκοτεινής ύλης, επειδή αυτά σχηματίστηκαν στο σωστό τόπο και σωστό χρόνο. Φυσικά θα βρίσκονται σε πολύ μεγάλη απόσταση γι αυτό και θα έχουν υψηλά redshifts, όταν ο Κόσμος ήταν πολύ πυκνότερος από όσο είναι σήμερα, ενώ θα έχουν σχηματιστεί σε θέσεις υψηλής πυκνότητας της σκοτεινής ύής, δηλαδή στην άλω των γαλαξιών.

Η συγκέντρωση της σκοτεινής ύλης εκείνη την περίοδο ήταν εξαιρετικά υψηλή που σημαίνει ότι κάθε αστέρι θα περιείχε μεγάλα ποσά σκοτεινής ύλης.

Τα Σκοτεινά Άστρα που έχουν στο εσωτερικό τους σωματίδια σκοτεινής ύλης και επειδή αυτά εξαυλώνονται ελευθερώνουν μεγάλα ποσά θερμότητας, οπότε ξεκινούν την αστρική ζωή τους. Αυτό όμως συμβαίνει μόνο στα αστέρια μεγαλύτερα από 400 ηλιακές μάζες. Αποδεικνύεται ότι τούτο είναι αρκετά εφικτό δεδομένου ότι τα αστέρια που περιέχουν μικρότερα ποσά σκοτεινής ύλης θα μεγάλωναν καθώς θα απορροφούσαν όλη την σκοτεινή ύλη από το κοντινό διάστημα.

Τα αστέρια συνέχισαν και μπορεί ακόμα να συνεχίζουν να τροφοδοτούνται από την εξαΰλωση της σκοτεινής ύλης όσο καιρό υπάρχει σκοτεινή ύλη για καύσιμα. Όταν η σκοτεινή ύλη τελειώσει, τότε καταρρέουν για να σχηματίσουν μαύρες τρύπες.

Εάν υπάρχουν, αυτά τα σκοτεινά αστέρια πρέπει να είναι σε θέση να ανιχνευθούν με τα μελλοντικά τηλεσκόπια, και εάν βρεθούν θα επέτρεπαν τη μελέτη των WIMPs, επομένως θα ήταν σε θέση να αποδείξουν την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης.