"Vage" donkere materie kan de vorming van sterren in het universum verklaren

Het grootste deel van het universum is onzichtbaar voor onze ogen, waar het uit bestaat, we maken alleen aannames. Een populaire theorie is dat al deze ruimte gevuld is met koude donkere materie, en de materie zelf bestaat uit een exotisch deeltje dat gewoonlijk veel langzamer beweegt dan de snelheid van het licht. Hoewel dit model buitengewoon succesvol is en alle vreemde waarnemingen van sterrenstelsels en hun structuren kan verklaren, heeft het ook enkele nadelen.

Het model voorspelt veel meer materiaal in de centra van sterrenstelsels dan we kunnen zien, en veel meer kleine begeleidende sterrenstelsels dan we kunnen detecteren. Om een ​​dergelijk probleem te omzeilen, besloten wetenschappers om koude zwarte materie een beetje "wazig" te maken. Als bijvoorbeeld deze donkere materie bestaat uit deeltjes die een zestal miljard keer kleiner zijn dan een elektron, dan zou het licht genoeg zijn om zijn kwantummechanische golfachtige aard op grote schaal te manifesteren.

Door donkere materie te vervagen, spoelt deze golfachtige aard van het deeltje het effectief uit over lange afstanden, wat veel van de accretieproblemen oplost waarmee koude donkere materie te maken heeft. Met andere woorden, dit model voorkomt dat donkere materie structuren bouwt die kleiner zijn dan 1000 lichtjaar.

In een nieuw werk ontwikkelden astronomen een computersimulatie van het vroege universum en het verschijnen van de eerste sterren. Ze lieten donkere materie "wazig" zijn en observeerden hoe dit de evolutie van normale materie en de ontwikkeling van sterren veranderde. Voor de vorming van sterren en sterrenstelsels is donkere materie nodig. Omdat het universum voortdurend uitdijt, is er veel zwaartekracht nodig om de gasstroom samen te trekken om dichtheden te krijgen die hoog genoeg zijn om fusie op gang te brengen en stervorming te starten. En er is gewoon niet genoeg normale materie in het universum om dat te laten gebeuren. Maar klonten donkere materie in het vroege heelal dienen als zwaartekrachtincubatoren en trekken gewone materie aan om sterren en sterrenstelsels te vormen.

In hun simulaties ontdekten de onderzoekers dat wanneer donkere materie wazig wordt, dit de manier verandert waarop sterren worden gevormd. In normale, koude donkere materie schijnen sterren eerst diep in kleine discrete zakjes verspreid over de ruimte. Maar uit de vage donkere materie worden eerst gigantische tweedimensionale vellen gevormd die op "pannenkoeken" lijken. De "pannenkoek" valt dan snel uiteen in afzonderlijke zakken, die uiteindelijk in sterren veranderen. Omdat XNUMXD-pannenkoeken erg massief zijn en snel instorten, zijn sterren van de eerste generatie veel groter dan scenario's met koude donkere materie voorspellen. Vanwege hun enorme omvang zullen de sterren niet lang leven. En in een oogwenk zou de eerste generatie sterren verdwijnen in een hevige storm van supernova-explosies. Vanaf daar, wanneer de "pannenkoeken" uiteenvallen, zal de normale stervorming beginnen en zal het universum meer op het onze gaan lijken.

Hoewel de James Webb-ruimtetelescoop niet in staat zal zijn om de eerste sterren die in het universum verschenen rechtstreeks te observeren, is hij wel in staat om beelden te verkrijgen van enkele van de eerste sterrenstelsels die mogelijk de overblijfselen van de eerste generatie sterren bevatten. En ook de restanten van straling van de intense supernovacirkel. Als het echter om donkere materie gaat, is het niet te voorspellen wat het universum voor ons in petto heeft.

U kunt Oekraïne helpen vechten tegen de Russische indringers. De beste manier om dit te doen is door geld te doneren aan de strijdkrachten van Oekraïne via Red het leven of via de officiële pagina NBU.

Lees ook:

• Wetenschappers hebben een zwart gat gevonden in een dwergstelsel dat een ster heeft opgeslokt
• Een fragment van de spaceshuttle Challenger werd 37 jaar na de tragedie in de oceaan gevonden