Een team van astrofysici, onder wie Katherine Freese van de Universiteit van Texas in Austin (VS), heeft beelden van de Webb-ruimtetelescoop geanalyseerd en drie mogelijke ‘donkere sterren’ ontdekt – theoretische objecten die veel groter en helderder zijn dan onze zon en en worden aangedreven door uiteenvallende deeltjes donkere materie.
Als dit bevestigd wordt, zouden donkere sterren de aard van de donkere materie kunnen onthullen (PNAS, 11 juli).
Hoewel donkere materie ongeveer een kwart van het heelal uitmaakt, is nog steeds onduidelijk waaruit zij bestaat. Een van de mogelijkheden dat het om een nieuw type elementair deeltje gaat: WIMP’s (het Engelse acroniem voor Weakly Interacting Massive Particles).
Wanneer deze deeltjes op elkaar botsen, annihileren ze zichzelf, waarbij ze warmte afgeven aan samentrekkende wolken van waterstofgas en deze omzetten in kolossale, helder stralende sterren die (verwarrend genoeg) ‘donkere sterren’ worden genoemd.
Op basis van de waargenomen eigenschappen van deze superzware sterren zouden we meer te weten kunnen komen over donkere materie.
Vervolgwaarnemingen van Webb van de spectroscopische eigenschappen van deze objecten – waaronder een tekort of overmaat aan lichtintensiteit op bepaalde golflengten – kan helpen bevestigen of deze kandidaat-objecten inderdaad donkere sterren zijn.
De bevestiging van het bestaan van donkere sterren zou ook een ander probleem kunnen oplossen: de ontdekking dat er te veel grote sterrenstelsels in het vroege heelal zijn om aan de voorspellingen van het standaardmodel van de kosmologie te voldoen.
Als sommige van de objecten die op vroege sterrenstelsels lijken in werkelijkheid donkere sterren zijn, zouden computersimulaties van de vorming van sterrenstelsels beter overeenkomen met de waarnemingen.
De drie potentiële donkere sterren (JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 en JADES-GS-z11-0) werden in december vorig jaar als sterrenstelsels geïdentificeerd in het kader van de Advanced Deep Extragalactic Survey van de Webb-ruimtetelescoop. Door middel van spectroscopische analyse heeft het JADES-team kunnen vaststellen dat de objecten zijn waargenomen op momenten variërend van ongeveer 320 miljoen tot 400 miljoen jaar na de oerknal, waarmee ze tot de vroegste kosmische objecten behoren die ooit zijn waargenomen.
Donkere sterren kunnen theoretisch enkele miljoenen keren zo zwaar worden als onze zon worden en tot wel 10 miljard keer zo helder.
Dit betekent dat één donkere ster net zoveel licht kan produceren als een compleet sterrenstelsel. (EE)
(Image Credit: Webb van JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 en JADES-GS-z11-0. Credit: ESA/NASA)
