天文
詹姆斯韦伯望远镜可能发现由暗物质驱动的恒星
如果存在的话，暗星能提供关于暗物质和早期星形成的洞见。
詹姆斯韦伯空间望远镜在早期宇宙发现了一些天体，它们可能是一种新的恒星——由暗物质驱动的恒星。
这些“暗星”仍然是假设存在的。它们是否存在于韦伯望远镜图像中还不确定。但如果7月25日《美国国家科学院院刊》报告的三个候选天体中任何一个被证实是这种新型星体，它们都能提供关于早期宇宙星形成、暗物质本质的线索，并可能解释超大质量黑洞的起源。
暗星理论首先在2007年由来自德州大学奥斯汀分校的宇宙学家Katherine Freese等人提出，它们可能是宇宙中最早形成的恒星类型。尽管暗星还未被观测到，但它们被认为是由暗物质相互作用产生的热量驱动，而不是像太阳那样由核聚变反应驱动。
Freese说，暗星“看起来会非常奇怪”。这种假想星体形成于氢和氦的云团，在凝聚过程中吸收了本地丰富的暗物质。尽管暗物质的真正本质尚不清楚，但是它的存在主要是通过它对星体在星系内移动的影响来推断的。暗物质粒子可能会相互作用，当它们碰撞时会相互湮灭，从而产生巨大的光和热。这种热量会阻止氢氦云团凝结成像今天恒星那样致密的热核心。
由于暗物质湮灭产生的热量会阻止气体云凝结，暗星可以长到极大的体积。理论上，暗星直径可以是地球绕太阳公转轨道的10倍。它们的质量也可以是太阳的数百万倍，并发出数十亿倍太阳的亮度——足以被韦伯望远镜发现。
为了看看韦伯的数据中是否隐藏着暗星，Freese和同事们仔细检查了韦伯对早期星系的观测图像。迄今为止，韦伯在这些图像中已经发现了700多个可能起源于宇宙最初几亿年的天体，也就是暗星可能出现的时代。这些遥远天体发出的光因宇宙扩张而发生红移。所以Freese等专注于已经确认高红移值的4个天体，它们是目前发现的一些最古老的天体。
这些天体现在被认为是宇宙相对年轻时期的小星系。但由于它们距离非常遥远，韦伯望远镜无法将它们解析得足够清晰，无法判断它们究竟是星系还是巨大的超亮恒星。
该团队对假想暗星在不同波长可能产生的光进行了计算机模拟。他们将这些光谱与韦伯望远镜在不同波长下拍摄的4个天体图像进行了比较。Freese等报告说，其中3个天体的数据与模拟的暗星光谱模式一致。
一些科学家持怀疑态度。剑桥大学天体物理学家Sandro Tacchella说，已知类型的恒星也可能产生这3个候选天体观测到的光。加州大学圣克鲁斯分校的理论天体物理学家Brant Robertson说，要确认任一天体为暗星，需要更详细的光谱与模拟模式非常吻合。
纽约州哈密尔顿学院天体物理学家、本研究合著者Cosmin Ilie说，但如果暗星被发现，“那将是革命性的”。
检测到暗星将证实某种暗物质粒子的存在，并提示它的工作方式。未参与这项研究的MIT理论物理学家Tracy Slatyer说，“仅仅得到暗物质可能发生湮灭的信息就会非常重要”，这种知识可以帮助科学家在宇宙其他地方寻找暗物质。
本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。