Тёмные звёзды — гипотетические объекты, которые могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва. В отличие от обычных звёзд на термоядерном синтезе, они питались бы аннигиляцией частиц тёмной материи. Состоящие только из водорода и гелия, без синтеза внутри они почти не разогреваются — температура поверхности сравнима с солнечной, — но за счёт огромного радиуса способны достигать миллиона солнечных масс и миллиарда солнечных светимостей. Одиночная тёмная звезда из ранней Вселенной может светить как целая галактика, полная обычных звёзд. Профессор Кэтрин Фриз (Katherine Freese), директор Вайнберговского института теоретической физики Университета Техаса в Остине, объясняет механизм: первые звёзды формировались в среде, исключительно богатой тёмной материей, в центрах ранних протогалактик. Облака водорода коллапсировали, будучи погружёнными в большой резервуар тёмной материи, и цепочка реакций превращала её частицы в фотоны. Эти фотоны «застревали» в коллапсирующем газе, передавая ему энергию, которой прежде обладала тёмная материя. Источник оказывался достаточным, чтобы «собраться» в звезду. Сама звезда лишь на 0,1% состоит из тёмной материи: название «тёмная звезда» указывает на источник энергии, а не на состав. Тёмная звезда живёт, пока находится в богатой тёмной материей среде — от миллионов до миллиардов лет. Если она покидает такую область, то начинается коллапс. Компактные тёмные звёзды могут при этом зажечь термоядерное ядро, а крупные, массой около миллиона солнечных, коллапсируют в чёрную дыру. Это даёт возможное объяснение сверхмассивным чёрным дырам, обнаруженным в ранней Вселенной: миллионные «зёрна» от коллапса тёмных звёзд могли сливаться в объекты с миллиардом солнечных масс значительно быстрее, чем позволяют сценарии на основе обычных звёзд.
Комментарии