韦伯可能发现了超大质量暗星

宇宙中的第一代恒星尚未被观测到。对于这些天体有两种主要理论：氢燃烧的第三族恒星和所谓的“暗星”，暗星由氢和氦组成，但由暗物质加热而不是核聚变提供动力。新研究表明，JADES-GS-z13-0、JADES-GS-z12-0 和 JADES-GS-z11-0(由 NASA/ESA/CSA 詹姆斯·韦伯太空望远镜探测到的三个高红移星系候选者)是一致的具有超大质量暗星解释，从而确定了第一个暗星候选者。

暗物质是一种神秘物质，约占宇宙的 25%。

对宇宙原始辐射的测量、银河系旋转曲线的径向依赖性异常和引力透镜效应，有强有力的间接证据证明它的存在。

尽管暗物质在宇宙中起着明显的关键作用，但其物理起源仍然未知。

理论物理学家怀疑它是由看不见的粒子组成，既不反射也不吸收光，但能够施加重力。

世界各地的实验正在尝试检测和研究此类粒子。主要候选者之一是 WIMP(弱相互作用大质量粒子)。

当它们碰撞时，这些粒子会自行湮灭，将热量沉积到塌陷的氢云中，并将它们转化为明亮的暗星。

超大质量暗星的识别将为根据观测到的特性了解暗物质提供可能性。

韦伯对这些天体光谱特性的后续观察可以帮助确认这些候选天体是否确实是暗星。

确认暗星的存在也可能有助于解决韦伯提出的一个问题：早期宇宙中似乎有太多大型星系，不符合宇宙学标准模型的预测。

“标准模型中的某些东西更有可能需要调整，因为像我们一样提出全新的东西总是不太可能，”德克萨斯大学奥斯汀分校的天体物理学家凯瑟琳·弗里斯博士说。

“但是，如果其中一些看起来像早期星系的物体实际上是暗星，那么星系形成的模拟与观测结果更加吻合。”

JADES-GS-z13-0、JADES-GS-z12-0 和 JADES-GS-z11-0最初由 JWST 高级深河外巡天 (JADES) 于 2022 年 12 月确定为星系。

通过光谱分析，JADES 团队确认这些天体是在大爆炸后 320 至 4 亿年被观测到的，使它们成为有史以来最早的天体之一。

“当我们查看韦伯数据时，这些物体有两种相互竞争的可能性，”弗里斯博士说。

“其中之一是它们是包含数百万颗普通第三族恒星的星系。另一个是它们是暗星。”

“不管你信不信，一颗暗星的光芒足以与整个星系竞争。”

理论上，暗星的质量可以达到几百万个太阳质量，亮度可以达到太阳的一百亿倍。

“我们早在 2012 年就预测，可以用韦伯观测到超大质量暗星，”科尔盖特大学天体物理学家科斯明·伊利 (Cosmin Ilie) 博士说。

“发现一种新型恒星本身就非常有趣，但发现暗物质为其提供动力——那将是巨大的，”弗里斯博士说。

《美国国家科学院院刊》上的一篇论文描述了这项研究。