ربما اكتشف تلسكوب ويب التابع لناسا نوعًا جديدًا من النجوم يمكنه كشف أحد ألغاز الكون

رصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا ثلاثة أجسام ساطعة يشك علماء الفلك في أنها قد تكون أجسامًا بحجم وحوش مدعومة بإبادة جسيمات المادة المظلمة.

إذا تم التأكيد ، سيتم نشر النتائج في المجلة PNASيمكن أن يكشف عن رؤى جديدة حول نوع المادة التي تظل واحدة من أكثر المشكلات التي لم يتم حلها في الفيزياء.

المادة المظلمة هي مكون نظري ولكن غير مكتشف للكون والذي يتم التنبؤ بوجوده بناءً على جاذبيته لأنها لا تمتص الضوء أو تعكسه أو تنبعث منه ، مما يجعل من الصعب للغاية اكتشافه.

وقالت كاترين فريز ، مؤلفة الدراسة المشاركة من جامعة تكساس في أوستن: “إن العثور على نوع جديد من النجوم أمر مثير للغاية ، لكن العثور عليه شيء مظلم – سيكون هائلاً”.

على الرغم من أن التقديرات تشير إلى أن المادة المظلمة تشكل حوالي ربع الكون المعروف ، إلا أن طبيعتها استعصت على العلماء ، الذين يشتبهون في أنها قد تكونت من نوع جديد من الجسيمات الأولية غير المكتشفة.

المرشح الرئيسي لمثل هذا الجسيم هو الجسيم النظري الذي يتفاعل بشكل ضعيف مع الجسيمات الضخمة.

يُشتبه في أن هذه الجسيمات تقضي على نفسها عندما تصطدم ، وتودع الحرارة على شكل سحب من الهيدروجين تنهار وتحولها إلى نجوم داكنة لامعة.

إن تحديد مثل هذه “النجوم المظلمة” الضخمة – كتلة الشمس بملايين المرات وتزداد سطوعًا حتى 10 مليارات مرة – يمكن أن يفتح أبوابًا جديدة لفهم المادة المظلمة.

قد تكشف النجوم المظلمة عن إحدى الملاحظات الغامضة لـ Webb Telescope ، مما يشير إلى أن الكون المبكر احتوى على العديد من المجرات الضخمة التي تتناسب مع تنبؤات أصل الكون ومصيره.

“من المرجح أن يكون شيئًا ما في النموذج القياسي [of cosmology] قال الدكتور فريز ، “الضبط ضروري لأنه دائمًا ما يكون من غير المرجح أن تقترح شيئًا جديدًا تمامًا كما فعلنا”.

وأوضح: “لكن إذا كانت بعض هذه الأجسام التي تبدو وكأنها مجرات قديمة هي في الواقع نجوم مظلمة ، فإن محاكاة تكوين المجرات تتفق بشكل أفضل مع الملاحظات”.

تم تحديد النجوم الثلاثة المظلمة – JADES-GS-z13-0 و JADES-GS-z12-0 و JADES-GS-z11-0 – لأول مرة على أنها مجرات في ديسمبر الماضي.

تشير الدراسات إلى أنها كانت موجودة بعد حوالي 320-400 مليون سنة من الانفجار العظيم ، مما يجعلها من أقدم الأشياء التي شوهدت على الإطلاق.

ومع ذلك ، يشير تحليل جديد للبيانات إلى وجود احتمالين متنافسين لهذه المواد.

وأوضح الدكتور فريز: “أحدهما ، هو مجرات بها ملايين من النجوم العادية من النوع الثالث. والآخر هو النجوم المظلمة. صدق أو لا تصدق ، يمتلك نجم مظلم ما يكفي من الضوء لمنافسة مجرة ​​كاملة من النجوم”.

يتكهن العلماء بما قد تكون فعلته المادة المظلمة لتشكيل بعض النجوم الأولى للكون.

وهم يشتبهون في أن مراكز المجرات المبكرة ربما احتوت على مادة مظلمة كثيفة للغاية إلى جانب سحب من الهيدروجين وغاز الهليوم.

عندما يبرد الغاز ، ينهار ، ويسحب معه المادة المظلمة.

ثم تتحلل جسيمات المادة المظلمة بشكل متزايد ، وتزداد كثافتها وتضيف المزيد والمزيد من الحرارة.

يعتقد العلماء أن هذا كان سيمنع الغاز من الانهيار على طول الطريق لدعم الاندماج كما يظهر في النجم العادي.

بدلاً من ذلك ، تستمر السحابة في جمع المزيد من الغازات والمادة المظلمة ، لتصبح “ضخمة ومتضخمة وأكثر سطوعًا من النجوم العادية”.

نتيجة لعملية تكوين النجوم الفريدة هذه ، في النجوم المظلمة ، على عكس نظيراتها النجمية العادية ، ينتشر مصدر الطاقة بالتساوي بدلاً من التركيز في المركز.

ومع وجود ما يكفي من المادة المظلمة ، يمكن لهذه النجوم الغامضة أن تنمو إلى حجم الوحش وسطوعه.