Astronomové jsou stále více přesvědčeni, že raný vesmír mohl být osídlen typem hvězd, které se nepodobají ničemu, co dnes vidíme: temné hvězdy – masivní nebeské objekty poháněné nikoli jadernou fúzí, ale ničením temné hmoty. Nedávná pozorování z vesmírného teleskopu Jamese Webba (JWST) nabízejí zajímavé, i když zatím ne přesvědčivé, důkazy o existenci těchto teoretických struktur, které by mohly potenciálně vyřešit několik dlouhotrvajících kosmologických záhad.
Vzestup hvězd temné hmoty
Obyčejné hvězdy se vznítí, když gravitace stlačí plyn, dokud nedojde k jaderné fúzi v jádře. Temné hvězdy však mohly vzniknout v hustých podmínkách raného vesmíru, kde byla temná hmota koncentrovanější. Pokud by se uvnitř hroutícího se oblaku nahromadilo dostatek temné hmoty, částice by se srazily a anihilovaly, přičemž by se uvolnila energie, která by zabránila dalšímu kolapsu a poháněla hvězdu.
Tento proces není pouze hypotetický; Vědci pod vedením Katherine Fries z Texaské univerzity v Austinu modelovali životní cyklus těchto hvězd, včetně jejich konečného osudu. Na rozdíl od běžných hvězd, které spalují palivo a po vyčerpání svých jaderných reakcí se zhroutí do černých děr, se temné hvězdy mohou teoreticky udržet neomezeně dlouho, dokud se temná hmota bude nadále hromadit a ničit.
Problém supermasivních černých děr
Existence temných hvězd by pomohla vysvětlit přítomnost supermasivních černých děr v raném vesmíru. Tyto hmotné objekty vznikly po Velkém třesku příliš rychle na to, aby vznikly pouze kolapsem menších hvězd. Tmavé hvězdy však mohly narůst do obrovských velikostí – mezi 1000 a 10 miliony slunečních hmotností – než se zhroutily do supermasivních černých děr pozorovaných astronomy.
Jak vysvětluje Fries: “Pokud začnete s většími embryi, je to opravdu rozdíl.” Bez tak masivních prekurzorů zůstává rychlý vznik těchto černých děr záhadou.
Pozorování JWST a neočekávané objekty
JWST také objevil dva neobvyklé typy vzdálených objektů: “malé červené tečky” a “modré příšery”. Stejně jako u supermasivních černých děr je jejich existence v tak raných kosmických dobách obtížné vysvětlit pomocí konvenčních mechanismů formování. Friesův tým naznačuje, že se ve skutečnosti jedná o jednotlivé extrémně hmotné tmavé hvězdy.
Je důležité si uvědomit, že temné hvězdy zanechávají ve svém světelném spektru jedinečný otisk – specifickou vlnovou délku absorbovanou díky energii uvolněné při anihilaci temné hmoty. Počáteční pozorování JWST ukázala náznaky tohoto podpisu v několika vzdálených objektech, ale důkazy jsou v současné době neprůkazné.
Další kroky
V současnosti jsou důkazy o existenci temných hvězd nepřímé. Zatímco pozorování z JWST jsou povzbudivá, k potvrzení jejich existence jsou zapotřebí další data ve vysokém rozlišení. Pokud se tyto struktury potvrdí, vyřeší nejen kosmologické záhady, ale také otevřou nové okno do povahy temné hmoty.
Zejména hmotnost, při které se temné hvězdy zhroutí do černých děr, bude záviset na vlastnostech částic temné hmoty, které řídí jejich zničení. To umožní vědcům měřit nebo omezit množství temné hmoty, což je jeden z nejvýznamnějších nevyřešených problémů ve fyzice.
Jak říká Dan Hooper z University of Wisconsin-Madison: “Není to nějaká kuřácká zbraň, definitivní důkaz, ale je to opravdu dobře podložená věc, kterou hledají.” Hledání temných hvězd je vzácné, ale jejich objev by byl mimořádný.
