Webb heeft mogelijk een glimp opgevangen van de allereerste ‘donkere sterren’

Foto gemaakt door Webb van JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0 en JADES-GS-z11-0. Credit: ESA/NASA

Van sterren weten we dat ze stralen door fusie van elementen in hun kern, zoals in de zon waterstof in helium wordt omgezet. Maar is er ook een andere manier om een ster te laten stralen? Katherine Freese (University of Texas in Austin, VS) en haar collega denken dat dat inderdaad kan én dat ze met de Webb ruimtetelescoop mogelijk zelfs van deze ‘donkere sterren’ hebben gezien. Met Webb werden december 2022 in het kader van de JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) drie objecten ontdekt, genaamd JADES-GS-z13-0, JADES-GS-z12-0, en JADES-GS-z11-0. Toen werd gedacht dat het gaat om zeer ver verwijderde sterrenstelsels. Spectroscopische waarnemingen lieten zien dat het drietal al voorkwam toen het heelal tussen de 320 en 400 miljoen jaar oud was (even uitgaande van een leeftijd van 13,8 miljard jaar). Freese en haar collega’s denken dat het inderdaad zou kunnen gaan om sterrenstelsels met een bevolking van miljoenen populatie-III sterren, de eerste generatie van zware sterren. Maar volgens hen is een alternatief ook mogelijk, namelijk dat het gaat om donkere sterren, sterren die bestaan uit donkere materie en die stralen door de annihilatie van die mysterieuze materie. Eén zo’n donkere ster kan al miljoenen zonsmassa zwaar zijn en net zo veel licht geven als tien miljard zonnen. Freese en haar collega’s denken dat het inderdaad gaat om donkere sterren in plaats van sterrenstelsels vanwege bepaalde kenmerken van de spectra (zie de afbeelding hieronder).

Credit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2305762120

Het idee van die donkere sterren is dat donkere materie bestaat uit ‘Weakly Interacting Massive Particles’ (WIMP’s) en als die met elkaar in botsing komen kunnen ze ‘annihileren’ en de hitte die daarbij vrijkomt kan dan worden omgezet in een enorme wolk van waterstof, die gaat stralen. De donkere sterren kunnen later imploderen tot superzwaar zwart gat en zo zouden ook de allereerste superzware zwarte gaten kunnen zijn ontstaan.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Cosmin Ilie, Jillian Paulin, Katherine Freese, Supermassive Dark Star candidates seen by JWST. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (30).

Bron: Universiteit van Texas.

Gerelateerde Astroblogs:

Mogelijk kan de top-10 van verste sterrenstelsels in het heelal weer herzien worden – dankzij Webb/JADES Webb ontdekt de op één na en op drie na verste sterrenstelsels die ooit zijn gezien