一种已绝迹的古老天体,燃烧暗物质,发出比太阳强100亿倍的光


一种已绝迹的古老天体,燃烧暗物质,发出比太阳强100亿倍的光



宇宙中的超大质量黑洞是怎么来的?这是一个谜 。 有一种理论认为 , 这些黑洞可能与早期宇宙中的一种巨星有关 。 这种巨星比我们今天所能见到的最大恒星还要大得多 。 然而根据现代恒星演化理论 , 这样的巨星是不可能存在的 。 因此天文学家提出了一个假说 , 认为在宇宙的早期 , 存在一种“暗物质星” , 它们不但是宇宙中的第一代恒星 , 还是超大质量黑洞的“种子” 。
普通恒星的能量来自核聚变 。 组成恒星的物质在引力的作用下聚集在一起 , 如果没有核聚变产生能量 , 以向外压力的形式 , 抵御引力的收缩 , 恒星就无法长期稳定地存在 。 现代宇宙中的恒星 , 都处于这样一种动态的平衡中 。 但是在宇宙的早期 , 情况很不一样 。
早期宇宙的密度比今天大 , 宇宙中的暗物质也比今天更集中 。 根据假说 , 暗物质会参与到首批恒星的形成中来 。
“暗物质星”的主要成分和今天的恒星并没有多大区别 , 基本上都是氢和氦;但是不同的是 , 它们含有少量然而又足够多的暗物质粒子 。
这一假说是基于当前最流行的暗物质理论建立起来的 。 当前的大部分科学家认为 , 暗物质是由一种“弱相互作用大质量粒子(WIMPs)”组成的 。 奇特的是 , 这种粒子同时是它们自身的反物质粒子 , 它们互相之间能够发生湮灭 , 释放出能量 。 因此“暗物质星”无需核聚变 , 就能够抵御引力的收缩 。
据信 , 暗物质粒子只占“暗物质星”总质量的0.1% 。 虽然比例很小 , 但这么一点就足够了 , 它们能够维持“暗物质星”几百万甚至几十亿年的存在 。
理论上 , “暗物质星”可以长得很大 。 它们不但原理上和现代恒星不同 , 外观也大相径廷 。 由于“暗物质星”无需核聚变 , 因此它们的密度不如现代恒星那样高 。 它们看起来更像发着强光的松散云团 。 理论上 , 它们的直径可达10个天文单位 , 质量可达太阳的1000万倍 , 亮度可达太阳的100亿倍 。 而且只要内部存在暗物质 , 它们就能一直发光 。
由于这些巨星的发光依赖暗物质的湮灭 , 因此它们是否存在的关键 , 就在于这样的暗物质粒子究竟是否存在 。 由于它们形成于暗物质比例接近四分之一的宇宙极早期 , 因此只要我们看得足够远 , 只要它们存在 , 我们就一定能够发现它们 。
“暗物质星”的温度相对较低 , 大约在9700摄氏度左右 。 它们发出的光和太阳发出的光比较像 , 但是它们要比太阳亮得多 。 因此较低的温度和极高的亮度 , 成了它们与众不同的特点 。 根据这些特点 , 我们应该可以把它们识别出来 。
假如未来这样的巨星能够被发现 , 那么我们对宇宙早期阶段的认识将会被改变 。 “暗物质星”是宇宙间真正的第一代恒星 , 它们形成的时间 , 大约是宇宙大爆炸后大约2亿年 。
【一种已绝迹的古老天体,燃烧暗物质,发出比太阳强100亿倍的光】“暗物质星”也是宇宙中超大质量黑洞的“种子” 。 由于质量极高 , 暗物质湮灭停止后 , 它们就会塌缩成一个个巨大的黑洞 , 并在彼此合并的过程中越长越大 , 最终变成今天宇宙中的那些超级巨兽 。

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