Zvaigznes ģimene nodrošina ļoti daudz dažādu objektu ar neparastām īpašībām. Tomēr eksotiskākais veids ir tumšas zvaigznes, kas var atvērt agrās Visuma noslēpumus.
Šeit ir zvaigznīte, kas joprojām pastāv tikai teorijās. Tiek uzskatīts, ka tumšās zvaigznes var parādīties visuma attīstības sākumposmā, pirms parasto zvaigznes parādās. Kas tas ir un kā tas notika?
Faktiski tumšās zvaigznes vispār nav tumšas. Visticamāk, šī ir viena no lielākajām un spožākajām zvaigznēm kosmosā. Bet pētnieki vēl nav spējuši atrast nevienu no tiem.
Visi Visumā novērotie objekti atbilst 5% no parastās lietas. Bet 26% piešķirts noslēpumainajai tumšajai vielai. Tas neizdala gaismu, tāpēc to meklē tikai gravitācijas nospiedumi (tas iet pa masveida galaktikām). Tiek uzskatīts, ka tumšai vielai ir bijusi svarīga loma agrīnās zvaigžņu veidošanās stadijā.
Zvaigznes evolūcijas posmi
Tumšā viela bija pirmais materiāls, kas sāka uzkrāties lielos “plankumos”. Tam sekoja parasts jautājums, radot lielas kopas, kas veidoja pirmās zvaigznes un galaktikas paaudzes.
Agrās zvaigznes parādījās ūdeņraža un hēlija atomu saplūšanas dēļ. Tie uzkrājas liela mēroga mākoņos, atdzesēja un palielināja blīvumu, līdz tie aizdedzinājās. Tomēr, ja šai formulai pievienojat tumšu materiālu, situācija mainās. Daļiņas, piemēram, neitrinoīns (viena no tumšās vielas hipotētiskajām daļiņām), var sākties sadursmoties un iznīcināt viens otru, veidojot kvarkus, antikvārus un siltumu. Šāda daļiņu iznīcināšana vienkārši novērsīs, ka zvaigzne samazinās. Tādējādi objekts nespēs sasniegt blīvumu, kas nepieciešams kodolsintēzes uzsākšanai. Šādas agrīnās tumšās zvaigznes var pieaugt līdz 4-2000 a. e. Bet tās nav parastās „zvaigžņu bumbiņas”, tāpat kā Saule, bet milzīgie ūdeņraža un hēlija mākoņi.
Tumšās vielas izplatīšanas modelis visumā ir pirms 13,6 miljardiem gadu.
Teorētiski tumšās zvaigznes paliek siltas, bet ne karstas. Virsmas temperatūra nav pietiekama, lai tos neapbruņotu debesīs uztvertu ar neapbruņotu aci. Pētnieki joprojām uzskata, ka tos var atrast ar īpašām ierīcēm, jo tumšām zvaigznēm ir jāizsniedz gamma starojumi, neitroni, antivielas daļiņas un infrasarkanais gaisma.
Ja mēs runājam par kompozīciju, tas ir gandrīz pilnīgi ūdeņradis ar tūkstošdaļu tumšās vielas. Bet pat neliels tumšās vielas daudzums ir pietiekams, lai tumšā zvaigzne paliktu liela mēroga mākonis miljoniem un miljardiem gadu. Kad pēdējās daļiņas iznīcinās, zvaigzne sāks sarukt, jo tā vairs nevar neitralizēt smaguma spēku.
Kāpēc mēs neredzam tumšas zvaigznes? Tiek uzskatīts, ka galu galā viņiem visiem ir jāsakrīt ar melniem caurumiem. Turklāt daži uzskata, ka tumšās zvaigznes kļuva par supermassīvo melno caurumu avotu. Fakts ir tāds, ka šie objekti atrodas galaktiku centros, kur vērojams lielākais tumšās vielas blīvums.
Lielākā zināmā melnā cauruma izmērs.
Šajā teorijā ir jēga. Pētnieki joprojām nespēj saprast, kā masīvi melni caurumi varētu veidoties tik ātri. Galvenais ierobežojums ir noteikts masas uzkrāšanas ātrumam. Patiešām, pirmajos miljardos gados šīs likmes bija daudz zemākas. Taču tumšās zvaigznes pārsniedz parasto zvaigznes lielumu, un tāpēc spēj radīt supermassīvus melnos caurumus. Ja tā, tad tumšās zvaigznes palīdzēs atklāt noslēpumus, kas saistīti ar melnajiem caurumiem. Turklāt tie ļaus labāk izprast tumšo vielu, kuras daļiņas ir to pamatā.
Pētnieki nevar droši pateikt, ka pastāv tumšas zvaigznes. Diemžēl mums nav pietiekami spēcīga teleskopa, kas spēj līdz šim skatīties (tiek uzskatīts, ka tumšās zvaigznes parādījās 80–200 miljonu gadu laikā pēc lielā sprādziena). Tomēr zinātnieki cer, ka viss mainīsies, pateicoties James Webb teleskopam 2021. gadā.
