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現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者
需要留意的是,暗星沒有很暗,反而光度不會很弱,大質量的甚至可能有太陽1億倍光度,只是其核心範圍內的暗物質通常沒有一般大質量恒星的熱力。能量更多是來自正反物質煙滅效應加熱濃密氣體雲。(圖片來自連結)
根據Space.com7月14日報道,天文學家利用韋伯太空望遠鏡,找到宇宙極早期可能是理論中存在的天體「暗(物質)星」(Dark Star),其研究已於7月7日刊載在美國國家科學院院刊上。
暗物質星在理論上是一種宇宙極早期的、主要由暗物質組成的星體。現時存在於宇宙的暗物質是一種統稱,這是一整類不與電磁力產生作用的物質,也就是不會吸收、反射或發出光,只會和其他物質有引力效應。這種物質到今天大約佔26%的總宇宙質量,但因為在空間分佈相對非常平均,透過計算,估計大陽系範圍內的暗物質不會超過一個小行星的質量。
早前各國科學家多篇論文中宣佈發現的納赫茲(極低頻)級重力波,波長可以達數光年之遠。有指其中一個來源,是極早期原初黑洞及其他極早期超大質量黑洞形成時的重力波擾動。這點又似乎和暗星有關。(網絡圖片)
暗物質由於涉及多類粒子,但又不與電磁波相互作用,所以除利用引力外,極難探測。然而若果沒有大質量星體撞擊,這些引力還是幾乎無法在遠拒離探測的。現時理論指暗物質若是作為基本粒子,很可能在暴脹結束後就出現,並渡過正反物質煙滅仍繼續存在。這時候它們的數量足夠吸引周圍的暗物質及正常物質,並在物質誕生後數千萬至一至兩億年內形成最初的星際物質群眾,不但形成最早期星體前身,更是提早製造了宇宙的整體結構。
由上而下,依次為JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0和JADES-GS-z11-0的光學影像,光影更多是來自長時間曝光時韋伯望遠鏡本身的極輕微擾動。(圖片來自連結)
韋伯太空望遠鏡的團隊在去年底發現三個135-133億年前就存在的奇怪天體,依次為JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0和JADES-GS-z11-0,及後有研究論文發現這些天體的質量可能有數萬至數百萬太陽質量,比之前發現的原初星系質量更低,且實際大小連一光年都沒有,可能只有不足1萬天文單位甚至數十個以下而已,光線到達地球的成像甚至比韋伯的NIRCam(近紅外攝影機)最高解像度還要小10倍,所以曝光很久也只能構成一個象素點。
研究發現超大質量黑洞在宇宙只有50億年時就大量出現,其中一個原因是其「種子」在宇宙極早期就存在。(圖片來自NASA)
經由評估發現這些團塊密度應該比一般星雲大得多,但又遠沒到恒星級別的地步,理應不能發生核聚變反應,但其表面溫度也有近10000度左右,熱度也不太正常,故懷疑其聚合和大量高密度暗物質吸引有關,且有可能中心的暗物質也有一定的正反物質煙滅反應,或者產生正反粒子對然後互相煙滅,從而為氣團提供足夠的能量。這種「暗星」理論大約在2009年時就有人提出來。韋伯望遠鏡的發現有可能為理論提供第一個間接證據。
天文學家又指,這些「暗星」中心的暗物質團一旦煙滅殆盡或者無發提供足夠的能量,由於外圍物質質量不低,可以在相對較短的時間內塌縮成大質量黑洞,而這些大質量黑洞又可能把周圍更多的物質甚至原始星系牽扯過來,形成大型星系的原始「核心」。
耶魯大學的團隊經過估算,發現依照傳統大爆炸模型中,最初期星際氣體在沒有外力干擾下,至少要數億年才能收縮並育成初代恒星,星系開始形成更要到宇宙創生10億年後,更加不會出現星系核心超大質量黑洞。這已經無法契合2010年代以後的天文發現,只有代入原初黑洞的模型,才有可能在宇宙創生後頭三億年內出現恒星乃至星系。就暗星假說而言,其也是來自原初暗物質積聚的假說,事實上,不少理論也預期原初黑洞也是來自暗物質。(圖片及資料來自連結)
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