詹姆斯·韦伯太空望远镜可能发现了由湮灭的暗物质构成的“暗星”

詹姆斯·韦伯太空望远镜在第一年的科学运行中已经发现了一些惊人的事情，但如果一项新的研究站得住脚，它可能是有史以来最重要的发现之一。

一组天体物理学家提出，韦伯太空望远镜在遥远宇宙中探测到的三个明亮物体，可能是首批候选“暗星”，即由暗物质湮灭提供动力的假想天体。

韦伯太空望远镜前所未有的能力，使天文学家能够看到比以往任何望远镜都更远的空间和时间，但在这样做的过程中，它不断发现一些扰乱我们对宇宙理解的东西。例如，它不断发现一些星系，这些星系似乎比它们的年龄大得多，自大爆炸以来在太短的时间内变得太大。无论星系的生长速度比我们想象的要快，还是宇宙的年龄比我们认为的要大得多，我们的模型中似乎有一些东西需要调整。

在一项新的研究中，天体物理学家提出了另一种选择，也许，我们在早期宇宙中看到的一些物体根本不是星系，而是“暗星”。“暗星”不仅仅是一个矛盾修辞法或70年代的科幻电影，它是一种假设的物体，不像普通恒星那样通过核聚变发光，而是通过暗物质粒子在核心相互湮灭而产生热量。

如果它们存在，“暗星”将比普通恒星大得多，其质量相当于1000万个太阳，亮度相当于100亿个太阳 —— 尽管不是可见光，而是红外线。它们的宽度是原来的1万倍，这意味着，如果太阳是一颗暗星，它将占据整个太阳系，其外表面将位于冥王星轨道附近的某个地方。

模型表明，“暗星”在早期宇宙中应该是可能存在的，并且实际上可以帮助解释，为什么早期宇宙中似乎有这么多大型星系的奥秘。在它们核心的暗物质“燃料”耗尽后，构成恒星大部分的常规物质就会坍缩成黑洞，可能为超大质量黑洞提供种子。这可能会加速星系的形成过程。其他“太早”的星系可能只是“暗星”本身，因为从这个距离看，它们看起来很相似。

参与这项新研究的天文学家，在韦伯数据中确定了前三颗暗星候选者。韦伯在2022年12月发现了三个明亮的天体，分别被命名为“jade - gs -z13-0”、“jade - gs -z12-0”和“jade - gs -z11-0”，它们被认为是星系，但光谱分析表明，它们具有暗星的一些预期属性。

这就是詹姆斯·韦伯观测到的三个物体的图像，这三个物体可能是第一个已知的暗星候选者。

当然，尽管这个想法可能很吸引人，但这项研究是非常投机的。我们不仅不知道“暗星”是否存在，而且我们也不完全知道暗物质是否存在，从而为它们提供能量。即便如此，暗物质也必须在几种可能存在的形式中，以一种特定的形式存在。“奥卡姆剃刀”并不在我们这边。

该研究的合著者凯瑟琳·弗里斯（Katherine Freese）说：“更有可能的是，标准模型中的某些东西需要调整，因为提出一些全新的东西，就像我们所做的那样，总是不太可能的。但如果这些看起来像早期星系的物体中有一些实际上是暗星，那么星系形成的模拟就更符合观测结果。”

值得庆幸的是，像任何好的假设一样，这些“暗星”是可以测试的。韦伯太空望远镜未来的观测可以研究某些特性，包括在某些频段变暗或光强过剩，这可以帮助识别这些物体。

这项研究发表在《美国科学院院刊》上。

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