JWSTは暗黒物質によって動かされる宇宙の最初の星を発見したかもしれない!

もしかしたら、宇宙の最初の星は私たちの太陽とはまったく似ていなかったかもしれません。からのデータの新しい分析によると、 ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡 (JWST) によると、ビッグバン後に形成された最初の発光体は、核融合によって水素を燃やしたわけではないかもしれませんが…ダークマター。研究者らは、この宇宙望遠鏡が最初の「超大質量暗黒星」、つまり暗黒物質粒子の消滅からエネルギーを得る水素とヘリウムの巨大な超光度の球体を検出した可能性があると述べている。

この発見が確認されれば、現代宇宙論の最大の謎の2つが説明される可能性がある。それは、なぜこれほど明るく成熟した銀河が宇宙の歴史の初期に見られるのか、そして最初の超大質量ブラックホールがどのようにして作られたのかということだ。

この研究は、 コズミン・イリア からの コルゲート大学 ペンシルバニア大学とテキサス大学オースティン校の同僚らは、超大質量暗黒星から予想される理論的特徴と著しく一致する4つの超遠方天体をJWSTデータから特定した。これらの物体は非常に明るく、巨大ですが、「ふわふわした」構造を持ち、水素とヘリウムの巨大な雲であり、その内部のダークマター粒子の衝突と消滅によって生成される微小だが重要なエネルギーのおかげで安定しています。

または キャサリン・フリーズ、というアイデアの先駆者の一人です。 暗い星は、2008年にDoug SpolyarとPaolo Gondoloとともに最初にその存在を提案しました。研究チームは、そのような星がビッグバン後の最初の数億年でどのように形成され、巨大な質量に成長し、最終的に超大質量ブラックホールに崩壊するのかを示した。これは、私たちが今日最も遠いクエーサーの中心で見ているのと同じものである。

ダークマターは依然として宇宙最大の未知の力の 1 つです。総質量の約25％を占めると推定されているが、その組成はまだ誰も分かっていない。研究者らは、それはおそらく、と呼ばれる仮説上の粒子で構成されていると考えています。 WIMP (弱く相互作用する巨大粒子）。このような 2 つの粒子が衝突すると、それらは互いに打ち消し合い、エネルギーを放出します。理論によれば、まさにそのエネルギーは、核融合を必要とせずに原始水素雲を輝かせることができます。

これらの星の形成条件は、ビッグバン直後に形成された高密度の暗黒物質の領域である「暗黒物質クラスター」内に存在していたと考えられる。そこでは、最初の水素の雲が WIMP のエネルギーによって加熱され、太陽の何百万倍も大きい巨大な燃えるような星に変わる可能性があります。

または フリーズ、今日は誰が監督しますか テキサス大学オースティン校ワインバーグ研究所は次のように説明しています。

我々は初めて、JWSTの超大質量暗黒星候補を分光学的に特定した。この天体は非常に古いもので、ビッグバンからわずか3億年後に存在する。太陽の約100万倍の質量を持つこれらの最初の星は、暗黒物質の性質についてだけでなく、おそらく宇宙の最初のブラックホールがどのように生まれたのかについても教えてくれます。

チームは機器からのデータをレビューしました NIRCam そして NIRスペック の JWST4 つの非常に高い赤方偏移オブジェクト、JADES-GS-z14-0、JADES-GS-z14-1、JADES-GS-z13-0、および JADES-GS-z11-0 に焦点を当てています。これらの天体は非常に遠いので、その光はビッグバンからわずか数億年後に旅を始めました。

これらの天体のうち 3 つでは、データは、それらが超大質量核によって照らされた「星雲」、つまり暗黒物質によって燃料を供給された暗黒星である可能性を示唆しています。そのうちの 1 つである JADES-GS-z14-1 は点光源として現れ、遠方の超大質量星の輪郭と一致します。

しかし、違いを生んだのは、非常に特殊なスペクトル特徴、つまりイオン化ヘリウムの存在の兆候である 1640 オングストロームでの吸収の「ディップ」が検出されたことでした。この特徴は、暗黒星の「特徴」と考えられています。

さらに興味深いのは、 アルマ望遠鏡 彼らは同じ天体に酸素が存在することも示した。これは、この星が金属の豊富な環境にある可能性があることを意味している。これは、暗黒物質クラスターと降着銀河との衝突、または同じ領域内に通常の星と暗黒星が共存していることを示している可能性があります。

これらの発見が確認されれば、天体物理学に全く新しい時代、つまり暗黒物質を燃料とする星の研究が到来する可能性がある。科学者たちは、その特性を通じて、現代宇宙の最大の謎の 1 つであるダークマター粒子の性質に関する証拠を初めて導き出すことができました。

宇宙史上最初の星の探索は予期せぬ展開を迎えました。おそらく答えは光の中にではなく、それらを動かす闇の中にあります。

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