18 juni 2019

Donkere sterren in het vroege heelal

Impressie van de eerste generatie sterrenZoals meerdere malen hier gemeld bestaat het heelal voor een klein deel uit gewone materie (slechts 4%), 21% uit donkere materie en 75% uit donkere energie (zie o.a. m’n astroblog van afgelopen zondag). Volgens theoretici moet die donkere materie in het vroege heelal een belangrijke rol hebben gespeeld bij de eerste vorming van sterren. Er zouden zelfs ‘donkere sterren’ zijn gevormd, die niet draaien op de fusie van waterstofatomen, zoals gewoonlijk in sterren het geval is, maar op de annihilatie (vernietiging) van donkere materie. Die donkere sterren zouden zelfs nog heden ten dage kunnen bestaan! 😯
Tot nu toe dachten sterrenkundigen dat de donkere materie in die vroege dagen van het heelal (lees: een paar honderdduizend jaar na de oerknal) een bescheiden rol speelde. De donkere materie zou verspreid in halo’s om de gewone materie zweven en met haar gravitationele werking zou het het ineenklappen van de gewone materie versnellen en daardoor zou de eerste generatie sterren zijn ontstaan. Maar drie sterrenkundigen, te weten Douglas Spolyar, Katherine Freese en Paolo Gondolo1 om precies te zijn, vermoeden dat de donkere materie veel meer deed. De donkere materie zou die eerste generatie sterren verhinderen om ‘hun licht aan te steken’ via waterstoffusie, omdat via annihilatie van paren donkere materie energie weglekte en daardoor daalde de temperatuur in de ster onder de benodigde kritische fusiegrens. Wat je vervolgens kreeg waren sterren bestaande uit waterstof, helium én donkere materie. Die laatste bron zorgde met z’n annihilatie voor het ‘stralen’ van de donkere sterren. Indien de donkere materie continue gevoed zou worden door aanvoer van donkere materie van buiten de ster zou de donkere ster-fase héél lang kunnen duren. Zelfs zolang dat volgens Spolyar en z’n collega’s donkere sterren vandaag de dag nog kunnen bestaan. Het zou ook kunnen dat op een gegeven moment de fusie van de gewone materie toch tot ontbranden komt, na enige vertraging dus. Hoe zou zo’n donkere ster er uit zien? De genoemde sterrenkundigen denken dat ze op de eerste plaats erg groot moeten zijn. De diameter zou zo’n 150 miljoen km moeten zijn, dus 1 Astronomische Eenheid (1 AE is de afstand Zon-Aarde). Bij zo’n afmeting zou afbuiging van licht onder invloed van de zwaartekracht moeten plaatsvinden en dat zou weer waar te nemen moeten zijn. Een ander kenmerk van de donkere sterren is de voortdurende annihilatie van paren donkere materie (een donker materiedeeltje die z’n antideeltje tegenkomt en die elkaar vervolgens vernietigen, waarbij energie vrijkomt). Dat zou weer te zien moeten zijn in de vorm van gammastraling, neutrino’s en (gewone) anti-materie. En tenslotte zou er nog een derde aanwijzing zijn voor de donkere sterren, namelijk dat ze voor een vertraging kunnen zorgen in het tempo waarin sterren de hoofdreeks bereiken en tot waterstoffusie komen. Die vertraging zou ook meetbaar moeten zijn. Kortom, de zoektocht naar donkere sterren kan beginnen!  Ik ben benieuwd wanneer de eerste donkere ster wordt ontdekt. Wie het hele verhaal van Spolyar et al nog eens na wil lezen kan dat hier doen. Bron: Universe Today.

  1. van verschillende universiteiten in de VS, namelijk die van Californië, Utah en Michigan []

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.