科学者たちは、ウェッブが暗黒物質によって動かされる星を発見したことを示唆している

ウェッブ宇宙望遠鏡で観測された古代の光を観察していた天文学者らは、暗黒物質を動力源とする理論上の天体である「暗黒星」である可能性があると考えられる3つのとげを発見した。

暗黒物質は宇宙の約27%を占める; その謎のパートナーであるダーク エネルギーが約 68% を占めます。 計算してみてください。宇宙が何でできているのか、宇宙がどのように動作するのかについて、私たちは驚くほどほとんどわかっていません。 ウェッブの最近の標的は、宇宙の不確実性の領域に現れています。 チームは調査されました 出版された 先週、米国科学アカデミー紀要に掲載されました。

3 つのターゲットは JADES-GS-z13-0、JADES-GS-z12-0、および JADES-GS-z11-0 であり、2022 年 12 月にウェッブによって銀河として特定されました。ターゲットは、 JWST 先端銀河系外探査 (JADES)、科学者が銀河などの宇宙構造の進化を理解するのに役立つように、宇宙の深層領域の画像を撮影し、非常に古代の光を観察します。

3 つの天体は、宇宙が誕生してから 3 億 2,000 万年から 4 億年の間だった時代に遡り、(宇宙論的な意味で) 非常に若いものになります。 そして、それらは数百万の星を含む銀河である可能性があるが、最新の研究チームは、それらはこれまでに見たことのない暗黒星によって作られたものではなく、太陽の数百万倍の質量があり、暗黒物質粒子の衝突によって動力を与えられる可能性があると仮説を立てている。 核融合ではなく。

暗黒物質は文字通り暗いわけではありません、少なくとも必ずしもそうではありません。 人間が検出するのはほぼ不可能であるため、暗黒物質と呼ばれています。 私たち 重力の影響で暗黒物質が見える; 暗黒物質の光輪、暗い銀河が一緒にそして天文学者は、暗黒物質が曲がり、その重力場を通して光子を集束させるときに古代の光を最もはっきりと見ることができます。

科学者たちは暗黒物質が何でできているかは知りませんが、いくつかの考えを持っています。 米Gizmodoが今年初めに報じたように：

カップルがいます 暗黒物質の有力候補 (そして、これはゼロサム ゲームではありません。多くの暗黒物質候補が宇宙に貢献している可能性があります。) 弱相互作用大質量粒子 (WIMP) は、質量を持ち粒子のように振る舞う理論上の物体ですが、通常の物質とはほとんど相互作用しないため、私たちはそれらを認識できません。

もう一つの主要な候補はアクシオンです。 洗濯用洗剤と呼ばれる理論粒子（正確にはボソン）。 軸は WIMP よりもはるかに小さく、光子のような粒子というよりも波のように振る舞うという仮説が立てられています。

4月、科学者のグループはアインシュタインの輪（重力によって反射された遠方の光が空間に光の輪を形成する）を研究した。 軸性暗黒物質の証拠を発見 遠くにあるクエーサーの明るさに異常を引き起こします。

しかし、暗黒物質候補は競合していないため、WIMP がまだ存在する可能性が非常に高く、最新の研究チームは、WIMP が理論上の暗黒星の中心にあるのではないかと考えています。 その考えは、星の暗黒核にある WIMP が衝突し、互いに消滅し、熱エネルギーを放出するというものです。 この熱が水素ガスに放出され、物体が明るく輝きます。

テキサス大学オースティン校の天体物理学者で、この研究の共著者であるキャサリン・フリーズ氏は、「新しいタイプの星の発見はそれ自体興味深いが、これに取り組んでいるのは暗黒物質の発見だ。それは非常に大きなことになるだろう」と述べた。 。 大学 発売。 「これらの初期の銀河に似た天体の一部が実際に暗黒星であれば、銀河形成のシミュレーションは観測結果とよりよく一致することになります。」

暗黒星は 2008 年に初めて提案されましたしかし、ウェッブ宇宙望遠鏡が私たちが見ることのできる最古の光のいくつかを鮮明に観察できるようになったのは今だけです。 研究チームによると、理論上の星は冷たくて膨らんでいて、明るさは最大で太陽の100億倍になるという。

天体物理学者は時折、宇宙のザンニ構造を記述し、宇宙物理学の下ではまったく無意味な側面に対して数学的に記述された解決策を提供します。 宇宙論の標準模型。 (素粒子物理学の標準モデルの問題を説明するために提示された、アクシオンなどのさまざまな暗黒物質候補についても同じことが言えます。)

今年初め、A.J 物理学者のチームがトポロジカルソリトンを説明した重力の影響によりブラックホールのように見えますが、それでも光を発します。 ボソン星とグラバスターは、数学的に提案されているものの、観測されたことのない他の天体の例です。

同様に、既知の天体は暗黒物質が生成される可能性のある場所です。 2021年に天体物理学者のチームが提案した アクシオンは、宇宙で最も密度の高い天体の一部である中性子星の核で生成される可能性があるということです。 暗黒星を逆の方向に考えることもできます。その中心は暗黒物質粒子の工場ではなく、破壊の場所です。

研究チームは、暗い星は大きな銀河と誤解される可能性があり、宇宙の初期、つまり星が存在してから最初の数億年の間にさえ見られた超大質量ブラックホールの種を星が生み出している可能性があると考えている。

これらの超大質量ブラックホールの一部は、重力波背景にも役割を果たしている可能性があります。 天体物理学者たちは先月最初の兆候を発見した。 超大質量ブラックホールが数億年規模で互いに周回しているため、宇宙全体に跳ね返るほぼ知覚できないほどの波紋が時空に生じます。

ウェッブによるさらなる観測により、天体物理学者はこれらの古代の光源をよりよく観察できるようになるでしょう。 それが銀河であれ、暗黒物質によって動かされる星であれ、私たちはこれ以上暗闇の中に留まらないことを願っています。

詳細: 天体物理学者がアクシオン暗黒物質の状態を強化するアインシュタインリングを発見