Mikä rooli tummalla aineella oli varhaisessa maailmankaikkeudessa? Koska se muodostaa suurimman osan aineesta, sillä on oltava jonkinlainen vaikutus. Sen sijaan, että poltettaisiin vetyfuusiona, nämä ”tummat tähdet” lämmitettiin tuhoamalla tumma aine.
Ja nämä tummat tähdet saattavat vielä olla siellä.
Vain muutama satatuhatta vuotta ison räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus jäähtyi niin paljon, että ensiaine oli mahdollista liittyä ionisoidun kaasun ylikuumennetusta pilvestä. Painovoima otti otteen ja tämä varhainen asia tuli yhteen muodostaen ensimmäiset tähdet. Mutta nämä eivät olleet tähtiä sellaisena kuin tunnemme heidät tänään. Ne sisälsivät melkein kokonaan vetyä ja heliumia, kasvoivat valtavaksi massaksi ja räjähtivat sitten supernovoiksi. Jokainen peräkkäinen supernovien sukupolvi siemensi maailmankaikkeuden raskaammilla elementeillä, jotka on luotu näiden varhaisten tähteiden ydinfuusion avulla.
Tumma aine hallitsi myös varhaista maailmankaikkeutta, leijuen normaalin aineen ympärillä suurissa haloissa, keskittäen sen yhdessä painovoimansa kanssa. Kun ensimmäiset tähdet kokoontuivat näiden tumman aineen halosien sisään, molekyylivetyjäähdytyksenä tunnettu prosessi auttoi niitä romahtamaan tähtiin.
Tai niin astronomit yleensä uskovat.
Mutta ryhmä tutkijoita Yhdysvalloista ajattelee, että tumma aine ei ollut vuorovaikutuksessa vain sen painovoiman kautta, se oli oikeassa paikassa. Heidän tutkimuksensa julkaistaan ”Tumma aine ja ensimmäiset tähdet: uusi vaihe tähtien evoluutiossa”. Yhteen puristetut tumman aineen hiukkaset alkoivat tuhota, tuottaen valtavia määriä lämpöä ja ylittäen tämän molekyylin vetyjäähdytysmekanismin. Vetyfuusio keskeytettiin, ja uusi tähtivaihe - ”tumma tähti” - alkoi. Massiiviset vedyn ja heliumin pallot, jotka saavat aikaan pimeän aineen tuhoamista ydinfuusion sijasta.
Jos nämä tummat tähdet ovat riittävän vakaita, on mahdollista, että ne voisivat vielä olla olemassa. Tämä tarkoittaisi, että varhainen tähtipopulaatio ei koskaan päässyt pääsekvenssivaiheeseen ja elää edelleen tässä keskeytetyssä prosessissa, jota tukee tumman aineen tuhoaminen. Kun tumma aine kuluu reaktiossa, ylimääräinen tumma aine ympäröiviltä alueilta voisi virtata pitämään ytimen lämmitettynä, ja vetyfuusio ei välttämättä koskaan saa mahdollisuutta vallata.
Tummat tähdet eivät ehkä kuitenkaan ole niin kauan kestäviä. Sulautuminen normaalista aineesta saattaa lopulta hävittää tumman aineen tuhoamisreaktion. Sen kehittymistä normaaliksi tähtiä ei lopetettaisi, vaan vain viivästettäisiin.
Kuinka tähtitieteilijät voisivat etsiä näitä tummia tähtiä?
Ne olisivat erittäin suuria, joiden ytinsäde olisi suurempi kuin 1 AU (etäisyys maasta aurinkoon), joten ne saattavat olla ehdokkaita painovoima-objektiivikokeisiin. Nämä havainnot käyttävät lähellä olevien galaksien painovoimaa toimiessaan keinotekoisena teleskooppina tarkentamaan valoa kauemmalta olevalta esineeltä. Tämä on paras tekniikka, jonka tähtitieteilijöiden on löydettävä etäisimmistä esineistä.
Ne voivat olla havaittavissa myös tumman aineen tuhoamistuotteiden avulla. Jos tumman aineen luonne vastaa heikosti vuorovaikutuksessa olevien massiivisten hiukkasten teoriaa, sen tuhoaminen antaisi erittäin spesifistä säteilyä ja hiukkasia suurina määrinä. Astronomit voivat etsiä gammasäteitä, neutriinoja ja antimateriaa.
Kolmas tapa niiden havaitsemiseksi olisi etsiä varhaisten tähtien viive siirtymistä pääsekvenssivaiheeseen. Tummat tähdet olisivat voineet keskeyttää tämän vaiheen miljoonien vuosien ajan, johtaen epätavalliseen aukkoon tähtien evoluutiossa.
Ehkä nämä tummat tähdet antavat tähtitieteilijöille todisteet, joita he tarvitsevat tietääkseen lopulta, mikä tumma aine todella on.
Alkuperäinen lähde: Tumma aine ja ensimmäiset tähdet: uusi vaihe tähtien evoluutiossa
