Открытые «Уэббом» древнейшие галактики на деле могут оказаться звёздами из тёмной материи — таких человечество ещё не видело

Главный сенсационный итог первого года работы телескопа «Джеймс Уэбб» — обнаружение галактик на заре Вселенной — может оказаться ошибкой интерпретации. Группа астрофизиков выдвинула гипотезу, которая переворачивает представление о ранней Вселенной: за далекие галактики ученые могли принять гигантские «темные звезды» — объекты, состоящие из аннигилирующей темной материи. Если это подтвердится, человечество впервые увидит не просто первые звезды, а принципиально новый класс небесных тел, работающих на неизвестной физике.

Спектр обманул: галактики или звезды-гиганты?

Инфракрасные детекторы обсерватории Уэбба зафиксировали три объекта — JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 и JADES-GS-z11-0. Их возраст, определенный по красному смещению, оценивается в 300–400 миллионов лет после Большого взрыва. Спектральный анализ указывал на то, что это молодые галактики массой около 100 миллионов солнечных масс. Однако исследователи из Колгейтского университета и Техасского университета в Остине представили математическую модель, согласно которой эти параметры соответствуют не галактикам, а звездам III-го населения — первым светилам Вселенной.

Ключевое отличие: масса в 100 миллионов масс Солнца для галактики является рядовой, а для звезды — аномально огромной. Но для гипотетических звезд первого поколения, согласно теории, такая масса может быть нормой.

Аннигиляция вместо термояда: как горят «темные звезды»

В современных звездах энергия выделяется за счет термоядерного синтеза — превращения водорода в гелий. В «темных звездах» источником энергии служит аннигиляция частиц и античастиц темной материи. Это принципиально иной процесс, который наука пока не наблюдала экспериментально. Если объекты JADES действительно являются «темными звездами», это станет первым прямым доказательством существования частиц темной материи и их взаимодействия.

Телескоп Уэбба, к сожалению, не обладает достаточной чувствительностью для обнаружения спектральных линий гелия в столь удаленных объектах. Именно эти линии могли бы однозначно указать на наличие или отсутствие термоядерных реакций, отделив обычные галактики от «темных звезд».

Неразрешимые парадоксы ранней Вселенной

Гипотеза «темных звезд» обладает высокой объяснительной силой. Она одновременно закрывает сразу несколько «белых пятен» в современной астрофизике. Во-первых, она объясняет происхождение сверхмассивных черных дыр: звезда массой в 100 миллионов Солнц может коллапсировать непосредственно в черную дыру, минуя стадию слияния множества меньших объектов. Во-вторых, она дает механизм появления неуловимого звездного населения III — первых светил, которые до сих пор не обнаружены. В-третьих, она естественным образом вписывает темную материю в эволюционный сценарий.

Официальная теория развития Вселенной пока не может дать убедительных ответов на эти вопросы. Модель «темных звезд» предлагает элегантное, хотя и требующее подтверждения, решение.

Первые наблюдения Уэбба уже показали, что ранняя Вселенная выглядит не так, как предсказывали симуляции. Обнаружение галактик с неожиданно высокой массой в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва поставило под сомнение стандартные модели формирования структур. Теперь же выясняется, что эти «галактики» могут оказаться звездами — причем работающими на темной материи. Дальнейшие наблюдения, возможно, с использованием более чувствительных инструментов или гравитационного линзирования, должны либо подтвердить, либо опровергнуть эту революционную гипотезу. Пока же астрофизикам приходится признать: мы не знаем, что именно видим на краю наблюдаемой Вселенной.