Так живописец представляет для себя "черную звезду", видимую только в инфракрасном спектре. Хотелось бы напомнить, что иллюстрация University of Utah

1-ые звезды, показавшиеся в нашей Вселенной, могли принципно отличаться от тех звезд, которые мы смотрим на данный момент. Отметим, что идет речь о так именуемых "черных звездах" (dark stars), концепция которых была предложена в 2007 году группой американских астрофизиков, опубликовавших подобающую статью в знатном журнальчике Physical Review Letters (PRL). Хочется отметить о том, что по своим размерам такие звезды могут в миллионы раз превосходить наше собственное Солнце, при всем этом "топливом" для их служит не энергия термоядерного синтеза, а аннигилирующие снутри их частички темного вещества.

Непременно, такие объекты, если они сохранились до наших дней, должны содержать важные ключи к осознанию многих особенностей ранешней Вселенной. Важно отметить о том, что во времена собственной юности черные звезды источали свет видимого спектра (так же, как и наше светило), но излучение черных звезд, доживших до нашего времени, должно сместиться в инфракрасную часть диапазона - таким макаром они перестают быть видимыми невооруженным взором.

В течение последних 2-ух лет группа исследователей, выдвинувшая первоначальную идею, занималась предстоящей проработкой собственной теории и смогла, а именно, связать эти необыкновенные звезды не только лишь с судьбой темного вещества во Вселенной, да и с темными дырами и другими экстремальными астрофизическими объектами.

Группа ученых - Кэтрин Фриз (Katherine Freese) из Института штата Мичиган (University of Michigan), Паоло Гондоло (Paolo Gondolo) из Института штата Юта (University of Utah) в Солт-Лейк-Сити, Питер Боденхеймер (Peter Bodenheimer) из Калифорнийского института в Санта-Крузе (University of California, Santa Cruz) и Дуглас Спольяр (Douglas Spolyar), в текущее время работающий в Fermilab, - опубликовала свои результаты в последнем номере "Нового физического журнальчика" (New Journal of Physics 11 (2009) 105014).

Согласно их концепции, черная звезда представляет собой принципно новый (хотя по сути самый старенькый) шаг звездной эволюции - это 1-ый шаг, имевший место только в рамках первых 200 миллионов лет после Огромного взрыва. Стоит напомнить, что в те времена плотность темного вещества во Вселенной была существенно выше, чем на данный момент, и 1-ые звезды, согласно моделям, зарождались конкретно в скоплениях таких черных гало, служивших, таким макаром, "затравкой" для всех будущих галактик. Напомним, что в этом было их суровое отличие от сегодняшних звезд, которые появляются по всей галактике - там, где есть скопления прохладного газа. Важно напомнить, что согласно теории, 1-ые звезды росли за счет аккреции окружающей материи, собираемой сильной гравитацией темного вещества в их сердцевине.

Снутри этих звезд находились скопления слабо взаимодействующих мощных частиц (WIMPs), которые сейчас числятся главным кандидатом на роль темного вещества. Отметим о том, что необходимо отметить, что все это может быть реальным только в рамках более пользующейся популярностью посреди физиков теории, согласно которой Вселенная заполнена "прохладным темным веществом" ("cold dark matter"), другими словами медлительно двигающимися частичками (в отличие от "жаркого" варианта с стремительно передвигающимися частичками). Хочеться напомнить о том, что как и в случае обыкновенной (барионной) материи, WIMPs-частицы могут иметь собственные античастицы, обоюдная аннигиляция меж которыми приводит к рождению световых квантов и разогреву звезды. Отметим, что если плотность темного вещества оказывается довольно высочайшей, то этот нагрев будет доминировать над всеми другими вероятными механизмами разогрева, такими, к примеру, как ядерный синтез. Стоит напомнить, что по сопоставлению с последним, аннигиляция WIMPs представляет собой еще более действенный источник питания, и по сопоставлению со сгорающим "в ядерной топке" водородом, для свечения звезды будет нужно еще наименьшее количество темного вещества.

"Концепция черных звезд - это естественное следствие теории WIMPs… но нам потребовалось некое время для того, чтоб все это сошлось воедино, - объяснила Фриз. - Когда мы в 2007 году выдвинули догадку о существовании схожих объектов, мы еще не понимали, что они вправду должны представлять собой аналог звезд - в том смысле, что владеют стабильностью исходя из убеждений гидростатики и источают свет оптического спектра. Важно напомнить о том, что сейчас, когда мы это сообразили, мы стали лучше осознавать, как они выглядели: это огромные "раздувшиеся" звездоподобные объекты, которые, к примеру, при массе порядка солнечной имели радиус, сопоставимый с радиусом земной орбиты. Хочется отметить о том, что при всем этом они могли также без заморочек вырастать и до тыщ либо даже миллионов солнц!"

Черные звезды способны расти неограниченно, пока им хватает аккрецирующего темного вещества из окружностей. Стоит напомнить, что их "рыхлость" дает возможность избежать чертовского коллапса, грозящего перевоплощением в черную дыру. Отметим о том, что вобщем, с течением времени большая часть черных звезд, возможно, все таки покидало свои места в центрах гало из темного вещества. Хочеться напомнить о том, что тогда приток "горючего", состоящего из WIMPs, прекращался, и такая звезда должна была сжаться (коллапсировать) и или зажечь внутри себя реакции ядерного синтеза и "лечь" на главную последовательность на диаграмме Герцшпрунга-Рессела, занимаемую обыкновенными звездами, или (в случае чертовски большой массы) - перевоплотиться в черную дыру (диаграмма Герцшпрунга-Рессела представляет собой графическое отображение зависимости абсолютной звездной величины от спектрального класса звезд). Важно напомнить, что ученые подсчитали, что черные звезды в изначальной собственной ипостаси могли просуществовать более миллиона лет, ну а потом, уже в качестве более обычного для нас объекта, жили еще млрд лет и могли при всем этом сохраниться до нашего времени.

Ученые предвещают, что возможность обнаруживать черные звезды должна показаться совместно с возникновением новых поколений телескопов. Важно напомнить, что не считая того, при помощи нейтринных телескопов можно попробовать поймать от их потоки нейтрино. Важно отметить о том, что дело в том, что в отличие от обыкновенной звезды главной последовательности, черные звезды, которые исчерпали припасы собственного темного вещества и начали использовать энергию ядерного синтеза, должны смотреться еще холоднее и "толще". Хочеться напомнить о том, что и хотя все черные звезды довольно большой массы обречены в конечном счете перевоплотиться в темные дыры, их конец все таки будет иметь принципные отличия от "обычных" первых звезд (без темного вещества), взрывающихся в итоге в виде сверхновых.

Как понятно, сверхновые после вспышки заполняют окружающее место томными хим элементами, потому по относительной распространенности тех либо других частей во Вселенной (которую можно оценить с очень высочайшей точностью) можно в принципе осознать, какой из сценариев "начала времен" был реализован по сути. Отметим о том, что ответ на этот вопрос мы должны выяснить в течение ближайших 5 лет.

Очередное увлекательное следствие новейшей теории состоит в том, что черные звезды могут выдать нам некие характеристики темного вещества, к примеру, его состав. Важно отметить о том, что так как продукты аннигиляции разных частиц черной материи будут различными, то процентный состав вещества Вселенной полностью может раскрыть информацию о массе начальных частиц, механизмах их самоуничтожения и т. д.

Фриз также уповает на то, что черные звезды посодействуют выяснить нам тайну происхождения сверхмассивных темных дыр, которая до сего времени еще не раскрыта. "До сего времени мы строили модели черных звезд, масса которых не превосходила тыщу солнц, - гласит она. - Но если черное вещество при всем этом продолжает скапливаться (оккупированнное из окружающего места), то такие объекты могут в итоге вырасти еще более, может быть, даже в миллион раз превысить массу Солнца. Стоит напомнить, что исследование этого вопроса - наиблежайшая цель нашей исследовательской деятельности". Необходимо напомнить, что мысль таких сверхмассивных объектов в первый раз была предложена в 1960-х гг. Хочеться напомнить о том, что уильямом Фаулером и Фредом Хойлом (W. A. Fowler, F. Hoyle), но никто тогда не знал, как они могут показаться на свет. Напомнить о том, что если новенькая теория верна, то будущие исследования посодействуют обрисовать процесс рождения во Вселенной сверхмассивных темных дыр, показавшихся на заре Вселенной в центрах будущих галактик (ведь есть примеры темных дыр массой в млрд солнц).

Не все астрологи с энтузиазмом воспринимают новейшую концепцию. Важно отметить о том, что так, узнаваемый ученый Абрахам Лёб (Abraham Loeb) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA, Кембридж, штат Массачусетс) считает, что мысль черных звезд опирается на очень непонятные догадки, и реальное черное вещество совершенно не непременно будет концентрироваться в достаточных количествах (даже в границах сверхгигантских звезд) для того, чтоб произвести предложенные эффекты.

Источники:

Stars Fueled by Dark Matter Could Hold Secrets to the Universe - PhysOrg. com

Dark Stars: a new look at the First Stars in the Universe (Douglas Spolyar, Peter Bodenheimer, Katherine Freese, Palo Gondolo) - arXiv. org

Ссылки:

Drowning in Dark Matter? - ScienceNOW Daily News

Were The First Stars Dark? - University of Utah News Release

Earliest stars may have been 'dark,' study finds - Salt Lake Tribune

1-ые звёзды во Вселенной поправлялись тёмной материей - "Мембрана"

The Effect of Dark Matter on the First Stars: A New Phase of Stellar Evolution - arXiv. org - astro-ph

Источник: Грани. Ру