Темные звезды: первый свет от невидимой материи ⚡ экспресс
Аннигиляция тёмной материи способна питать первые звёзды — долгоживущие тёмные звёзды, достигающие масс M ≳ 10⁵ M⊙ и коллапсирующие в массивные чёрные дыры, которые могут служить зародышами сверхмассивных чёрных дыр, наблюдаемых на больших красных смещениях. Проведён расчёт диффузного электромагнитного излучения от космологической популяции таких сверхмассивных тёмных звёзд и их остатков, с учётом теплового поверхностного излучения, аннигиляции в адиабатически сжатых гало и поздней эмиссии из сгустков тёмной материи вокруг образовавшихся чёрных дыр. После учёта поглощения фотонов показано, что вклад тёмных звёзд может превышать внегалактический гамма-фон, зарегистрированный телескопом Fermi-LAT, для сечений аннигиляции тепловых реликтов и масс тёмной материи ниже ~1 ТэВ. Это первые популяционные многоканальные ограничения на сверхмассивные тёмные звёзды как прародители ранних чёрных дыр; диффузный фотонный и нейтринный фон открывает мощный дополнительный путь для изучения роли тёмной материи в формировании первых массивных структур.
После Большого взрыва вселенная была горячей и плотной. В сгустках темной материи — невидимого вещества, которое ощущается только по гравитации — её частицы, сталкиваясь, исчезали, рождая мощное излучение. Этот скрытый жар, словно невидимый очаг, разогревал газовые облака изнутри. Вспыхивали исполинские темные звезды — рыхлые, раскидистые, сияющие ярче целых галактик. Когда внутреннее пламя угасало, звезда схлопывалась в черную дыру. Такой механизм, как полагали Вера Рубин и Фриц Цвикки, мог породить сверхмассивные дыры в центрах галактик. Теперь астрофизики смоделировали общий свет от этих гигантов за всю историю расширения Вселенной. Оказывается, его слабое гамма-свечение, собранное спутником Ферми, можно вычленить из общего фона — если частицы темной материи не слишком тяжелы. Это дает шанс нащупать невидимое. И вот неожиданный поворот: окажись такая звезда поблизости, мы увидели бы ее в обычный телескоп — яркую точку с причудливым цветовым разложением.
🎯 В любительский телескоп темная звезда выглядела бы как яркая точка с неестественной радужной окраской — словно осколок ранней Вселенной.