بیگ بنگ: آیا «ستاره‌های تاریک» افسانه‌ای واقعا وجود دارند؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب سه گزینه‌ احتمالی را شناسایی کرده است.

بر اساس تحقیقات جدید، تلسکوپ فضایی جیمز وب سه «ستاره تاریک» احتمالی را شناسایی کرده که ممکن است از ذرات ماده تاریک رو به نابودی نیرو بگیرند. بیان اینکه این ستاره‌های تاریک احتمالی دقیقا چه هستند کار دشواری است.

“کاترین فریز” یکی از نویسندگان این مطالعه و مدیر موسسه‌ی فیزیک نظری واینبرگ در دانشگاه تگزاس می‌گوید: «کشف نوع جدیدی از ستاره به خودی خود بسیار جالب است، اما کشف این که ماده تاریک به ستاره نیرو می‌بخشد بسیار اتفاق بزرگی است.» اعتقاد بر این است که ماده‌ی تاریک بیشتر جهان مادی را تشکیل می‌دهد، اما با تلسکوپ‌های معمولی قابل مشاهده نیست.

ما می‌توانیم وجود ماده تاریک را از طریق اثرات گرانشی با اجرامی مانند کهکشان‌ها یا ستارگان تشخیص دهیم. ستارگان تاریک ممکن است از ذرات ماده تاریک تغذیه شوند، همانطور که ستارگان معمولی مانند خورشید منظومه شمسی ما از ماده‌ی معمولی نیرو می‌گیرند. به گفته محققان ستارگان تاریک به جای سوختن هیدروژن (همجوشی هسته‌ای)، با سوزاندن ذرات ماده تاریک گرم می‌شوند و می‌درخشند.

به گفته محققان ماده تاریک در دوران اولیه کیهان، حکم فرما بوده است. این ماده اسرار آمیز با گرانش خود مواد موجود در کیهان را به دور هم جمع کرده و هاله ای آز آنها تشکیل می داده است. همچنان که ستارگان اولیه در درون هاله هایی از ماده تاریک در کنار هم گرد می آمدند، پروسه‌ای که از آن تحت عنوان سرد شدن مولکولی هیدروژن یاد می‌شود، به فروپاشی آنها به داخل ستارگان کمک می‌کرده. البته این ایدۀ متداولی است که مورد پذیرش شمار زیادی از اخترشناسان می‌باشد.

ستارگان تاریک، البته اگر واقعاً وجود داشته باشند، ممکن است کلیدی برای کمک به درک چگونگی ایجاد اولین نور در جهان باشند. حدود ۱۵ سال است که دانشمندان گمان می‌کنند که «ستارگان تاریک» جزو اولین ستارگانی بوده‌اند که جهان وجود داشته‌اند. سه جرمی که به عنوان ستاره‌های تاریک رصد شده‌اند یکی مربوط به 330 میلیون سال پس از بیگ بنگ و دو عدد دیگر به ترتیب مربوط به 370 و 400 میلیون سال پس از بیگ بنگ هستند.

مشاهدات جیمز وب نشان می‌دهد که سه جرم دوردست که همگی مربوط به اوایل تاریخ کیهان هستند، دارای ویژگی‌های کلیدی ستارگان تاریک هستند. اگر چنین ستارگانی وجود داشتند، بسیار بزرگتر از انواع دیگر ستاره‌های مشاهده شده هستند – آنقدر بزرگ که ممکن است شبیه کهکشان‌ها به نظر برسند. این ستارگان از نظر تئوری باید در دوران اولیه کیهان وجود داشته باشند، زمانی که ماده تاریک به وفور در جهان وجود داشت. این ستارگان بسیار درخشان هستند، دانشمندان تصور می‌کنند درخشندگی آنها 10 میلیارد برابر خورشید باشد، اما برای انجام همجوشی بسیار سرد هستند و از ذرات ماده تاریک به عنوان منبع تولید گرما، استفاده می‌کنند.

نویسندگان در این مطالعه هشدار دادند که مجموعه‌ای از پارامترهای نامشخص وجود دارد که تشکیل و تکامل یک ستاره تاریک و در نهایت ویژگی‌های قابل مشاهده آن را کنترل می‌کند. آنها تاکید کردند که از «مقادیر قابل قبول» برای انرژی ذرات ماده تاریک در ساخت مدل‌های این اجرام نظری استفاده کرده‌اند. بخش دیگری از این نظریه نشان می‌دهد که با بالا رفتن سن ستارگان تاریک، آنها در نهایت به سیاهچاله‌های بسیار پرجرم تبدیل می‌شوند و توضیح می‌دهد که چرا سیاهچاله‌های زیادی در جهان وجود دارد. همچنین توضیح می‌دهد که چرا ستاره‌های تاریک قبلاً مشاهده نشده‌اند.

نام این ستارگان از آهنگ «ستاره تاریک» از سال ۱۹۶۷ از The Grateful Dead گرفته شده است. این نام اولین‌بار در سال 2007 مطرح شد که دانشمندانی به نام “داگلاس اسپولیار” و “پائولو گوندولو” ایده ستاره تاریک را مطرح کردند.

سه ستاره تاریک احتمالی به نام‌های JADES-GS-z۱۳-۰، JADES-GS-z۱۲-۰، و JADES-GS-z۱۱-۰ ممکن است هدف مشاهدات آینده جیمز وب باشند که افت یا افزایش شدت نور آن‌ها در باندهای فرکانسی خاص بررسی کند که ممکن است با سایر پیش‌بینی‌ها برای انرژی ستاره‌های تاریک مطابقت داشته باشد. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع: phys.org , livescience.com , reuters.com