Sciencemag.cz
Doporučujeme
Temné hvězdy jsou temné nikoliv proto, že by nezářily, ale kvůli tomu, že jejich značnou část tvoří temná hmota. Anihilace temné hmoty jim rovněž dodává energii – na rozdíl od jaderné fúze v hvězdách klasických.
Samotná idea temných hvězd je stará již více než 10 let. Předpokládalo se, že by mohly existovat v raném vesmíru a generovat světlo ve viditelné oblasti. Dnes sice „vidíme“ i oblasti raného vesmíru, jenže nikoliv (hypotetické) temné hvězdy, uváděli tehdy autoři studie. Je to proto, že vlnovou délku světla protáhl rudý posun nejspíš někam do infračervené části spektra.
Temné hvězdy měly vzniknout už asi 200 milionů let po velkém třesku v oblastech (halo) s temnou hmotou, které se staly i jádry budoucích galaxií. Hustoty temné hmoty tehdy měly být větší než dnes. K tomu ale hvězdy z okolí také nasávaly plyn klasické hmoty, vodík, respektive stále více vodík spolu s heliem. Autoři celé teorie tvrdí, že temnou hmotu temných hvězd tvořily/tvoří částice WIMPy (weakly interacting massive particles, slabě interagující hmotné částice), které mohou být i vlastními antičásticemi. Právě jejich postupnou anihilací získávala hvězda energii. Proces by měl být účinnější než termojaderná fúze, takže k napájení hvězdy (respektive k tomu, aby se teplota a tlak vůbec udržovaly relativně v rovnováze a hvězda byla stabilní) stačila reakce jen malého množství temné hmoty.
Na rozdíl od klasických hvězd, které se vyvíjejí spolu s tím, jak spotřebovávají svůj vodík a fúze se přesouvá k těžším prvkům, by temné hvězdy měly růst hlavně tím, jak nasávají hmotu ze svého okolí. Což ovšem nepůjde donekonečna. Nakonec by hvězdy své okolí vyluxovaly. Jakmile by došlo palivo z temné hmoty, hvězda by se začala hroutit a došlo k zažehnutí klasické fúzní reakce vodíkového plynu (poznámka: předtím měl zřejmě nižší tlak, takže oba zdroje energie by nefungovaly souběžně?). Temná hvězda by se tím změnila na hvězdu běžného typu a její další osud by závisel na tom, jakou ve své temné fázi stihla nasbírat hmotnost. Nejspíš by šlo o hvězdy mnohem hmotnější než Slunce, které by tak končily jako černá díra.
Nikdo si ovšem není jistý, jak dlouho by mohla temná fáze hvězdy trvat. Milion let? Miliardu let? Na nejistotě však není nic divného, když ani pořádně nevíme, zda existuje nějaká temná hmota či nějaké částice WIMPy (a zda jsou i svými antičásticemi) – a tím spíš zda vůbec existují nějaké temné hvězdy.
Zdroj: Phys.org a další
Katherine Freese, Peter Bodenheimer, Paolo Gondolo, and Douglas Spolyar. “Dark stars: a new study of the first stars in the Universe.” New Journal of Physics 11 (2009) 105014.
Nová, respektive nově dále rozvinutá teorie pak předpokládá, že temné hvězdy, které dosáhly řádově milionkrát nebo i miliardkrát větší hmotnosti než Slunce, mohly být základem supermasivních černých děr, které najdeme v centrech galaxií. Však právě v centrech galaxií temné hvězdy vznikaly (naopak většina klasických hvězd se rodí jinde). Jinak na mechanismech vzniku obřích černých děr v centrech galaxií nepanuje mezi odborníky shoda. Jak se zdá, obří černé díry ale existovaly už v raném vesmíru…
Temné hvězdy by oproti těm klasickým nemusely být zdaleka tak nahuštěné, spíše jakési nafouklé mraky, a tedy i patřičně obrovské – klidně 10 AU (1 astronomické jednotka = vzdálenost Země od Slunce, cca 150 milionů kilometrů; 10 AU je až za Saturn!). Jednou z autorek studie je opět Katherine Freese z University of Michigan (viz výše). Uvádí, že WIMPů by k fungování temné hvězdy nebylo potřeba nijak mnoho, stačilo by, aby představovaly 0,1 % hmotnosti (poznámka: v jaké fázi vývoje hvězdy?). K. Freese navíc tvrdí, že teorie jí a jejích kolegů jsou testovatelné. Pokud víme, co hledat, mohl by temné hvězdy zachytit i James Webb Space Telescope, který NASA a ESA chystá jako náhradu za Hubbleův dalekohled. Temné hvězdy by měly být velmi jasné, chladné a vyzařovat (původně) na vlnových délkách Slunce. Třeba nějaké přežily relativně dlouho, mohli bychom je tedy najít i blízko, bez výraznějšího rudého pusuvu?
Katherine Freese, Tanja Rindler-Daller, Douglas Spolyar and Monica Valluri
Reports on Progress in Physics, Volume 79, Number 6
Zdroj: Astronomy.com a další
Mám pocit, že temná hmota je ve skutečnosti hmotou v blízkém 4-D-vesmíru – pro nás neviditrelném. Pokud 2-D-systém tvoří povrch 3-D-systému, může být náš 3-D-vesmír povrcherm 4-D-vesmíru, takže 4-D-vesmír je vlastně „blízko“ v každém bodě našeho vesmíru. Situace může být ještě složitější, pokud se v 4-D-vesmíru výrazněji projevuje i vyšší čas, takže pokud (zhruba řečeno) náš vesmír má parametry 3-D-1-T, vyšší vesmír může mít 4-D-2-T.