私たちは暗黒物質を搭載した史上初の星を発見したかもしれません

天文学者は、暗黒の星の存在に関する最も強力な証拠を発見しました。これは、暗黒物質によって部分的に駆動される初期宇宙の巨大な星の一種です。確認された場合、これらの仮説を立てた星は、初期の宇宙に不思議な大きな大きなブラックホールを見る理由を説明するのに役立つ可能性がありますが、すべての天文学者が発見に納得しているわけではありません。

ダークスターのアイデアは、2007年にテキサス大学オースティン校と彼女の同僚のキャサリンフリーズによって最初に浮かびました。彼らは、初期の宇宙の水素とヘリウムの広大な雲が、自己消滅の形の暗い物質と混合して、巨大で安定した星を形成することができることを示唆しました。暗黒物質がなければ、そのような大きなガスの雲は崩壊してブラックホールを形成しますが、自己消滅する暗い物質からのエネルギーはこれを防ぐことができ、ほとんどの普通の星で起こる核融合がないにもかかわらず、ガスが加熱されて星のような物体を形成することができます。

これらのエキゾチックなオブジェクトには、ジェームズウェッブスペーステレススコープ（JWST）がビッグバンの数百万年後から非常に多くの非常に明るい遠く離れたオブジェクトを見つけ始めた2022年まで、これらのエキゾチックなオブジェクトの乏しい証拠がありました。フリーズと彼女のチームは、これらの銀河のうち3つが、丸いプロファイルや同様の光の光など、ダークスターシミュレーションのいくつかのプロパティとも一致していることを示しましたが、決定的な発見をするために詳細な分光データが欠けていました。

現在、フリーズと彼女の同僚は、JWSTのこれらの初期銀河の新しい分光観察は、暗い星がどのように見えるべきかについての理論的な予測と、別の2つの暗い星候補を特定すると述べています。これらの新しい候補者の1つには、特定の種類のヘリウムの食欲をそそるヒントも含まれています – 電子の欠落 – 確認された場合、暗い星のユニークな識別子になるでしょう。 「それが本物なら、暗い星を使って他にどのように説明するのかわかりません」とフリーズは言います。しかし、これの証拠はこれまで限られている、と彼女は言う。

しかし、英国のポーツマス大学のダニエル・ウォーレンは、代替の解釈を支持し、超大規模な原始星、ジャイアント、初期の星の暗い物質のない代替理論は、JWSTデータを等しく一致させると主張しています。 「彼らは、超大規模な原始星の形成に関する一連の文献を無視しています。その一部は、彼らが示す署名と非常によく似た署名を与えることができます」とWhalen氏は言います。

しかし、フリーズは、そのような巨大な星を作るための唯一のもっともらしいルートは、彼らが暗黒物質を燃やすことであると言っていると同意しません。「それらを作る他の方法はありません」と彼女は言います。

潜在的なしわの1つは、チリのアタカマの大ミリメートルアレイ（Alma）から、フリーズと同僚によって研究されたオブジェクトの別々の観測が、酸素の存在を示すことです。この要素は暗い星には見られないので、これらの暗い星が他の星や仲間と混ざっていることを示唆しています、とフリーズは言います。しかし、ホエレンは、酸素を、これらのオブジェクトが暗い星ではないことを明確に兆候と考えています。なぜなら、彼らの形成は、スーパーノヴェで爆発する通常の星によって層が破壊されていたからです。

フリーズと彼女の同僚がこれらのオブジェクトが暗い星であることを証明できれば、それは別の宇宙の難問を解決するのに役立つ可能性があります。私たちの現在の理解は、そのようなブラックホールが非常に大きな物質の塊から始まる場合にのみ存在できることですが、初期の宇宙では、これを行うのに十分な大きさであるはずです。フリーズは次のように述べています。