最近,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了三个明亮的天体,天文学家怀疑它们可能是由暗物质粒子湮灭产生的巨大星体。这一发现,如果得到证实,将为物理学中最为困扰的“暗物质的性质”问题提供新的见解。

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据了解,暗物质是宇宙中一种理论上存在但尚未发现的组成部分,其存在是基于其引力吸引力的预测,因为它不吸收、反射或发射光线,所以极其难以观测到。

《PNAS》杂志上发表的研究结果显示,如果确认这些天体由暗物质驱动,将会是一项重大发现。该研究的合著者、来自德克萨斯大学奥斯汀分校的凯瑟琳·弗里斯表示:“发现一种新类型的恒星本身就非常有趣,但如果发现它们的动力源是暗物质,那将是一项巨大的发现。”

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尽管估计暗物质占已知宇宙的四分之一,但其性质一直困扰着科学家,他们怀疑它可能由一种新型未被发现的基本粒子组成。其中一个主要候选粒子是理论上推测的弱相互作用重粒子。

科学家怀疑,这些粒子在碰撞时会相互湮灭,将热量释放到坍缩的氢云中,并将其转化为明亮的暗星。这些超大质量的“暗星”可能会成长为太阳质量的数百万倍,亮度高达100亿倍。

据悉,暗星的发现可能为理解暗物质打开新的大门。暗星还可能解开詹姆斯·韦伯望远镜的一个神秘观测结果,该结果表明早期宇宙中的大型星系过多,与宇宙起源和命运的预测不符。

弗里斯博士表示:“更有可能的是,宇宙学标准模型中的某些部分需要调整,因为我们提出的全新理论总是不太可能。但如果那些看起来像早期星系的物体实际上是暗星,那么星系形成的模拟结果将更符合观测结果。”

这三颗可能的暗星分别是JADES-GS-z13-0、JADES-GS-z12-0和JADES-GS-z11-0,最初在去年12月被鉴定为星系。研究表明,它们存在于大爆炸后约3.2亿至4亿年,是迄今为止观测到的最早的天体之一。

然而,对数据的新分析表明,关于这些天体存在着两种竞争性的可能性。弗里斯博士解释道:“一种可能是它们是包含数百万颗普通第三代恒星的星系。另一种可能是它们是暗星。信不信由你,一颗暗星的光亮足以与整个星系的光亮相媲美。”

科学家们推测,暗物质可能对宇宙中最早的恒星形成产生了影响。他们怀疑,在早期星系的中心可能存在非常密集的暗物质团块,以及氢气和氦气云。随着气体冷却,它会坍缩并吸引暗物质。

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此外,暗物质粒子会因团块的密度增加而越来越多地湮灭,释放出更多的热量。科学家们怀疑,这将阻止气体坍缩到足以支持核聚变的程度,就像普通恒星那样。相反,云团将继续吸收更多的气体和暗物质,变得“庞大、蓬松且比普通恒星亮得多”。

由于这种独特的恒星形成过程,暗星的能量源会均匀分布,而不是集中在核心。如果有足够的暗物质,这些神秘的星体可以成长为巨大的星体,亮度也会相应增加。

结语:NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜的研究结果引起了科学家的广泛关注,如果这些亮度异常的天体被证实为暗星,将为我们认识暗物质提供新的线索。这也将有助于解决宇宙起源和命运的谜题。