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韋伯望遠鏡窺探宇宙初期奧秘 捕捉神秘暗星證據

2023/7/18 11:39(7/18 17:07 更新)
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圖中三個紅色的亮點為韋伯太空望遠鏡去年12月觀測到的天體,科學家懷疑它們是暗星。(NASA/ESA/Handout via 路透社)
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(中央社華盛頓17日綜合外電報導)過去15年來,科學家們一直在尋找只存在於理論但從未觀測到的一種恆星,這種恆星的能量不像太陽等一般恆星一樣來自原子的核融合反應,而是來自稱為「暗物質」的神秘物質。

路透社報導,多虧了韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)擁有觀測宇宙初期歷程的能力,科學家們已辨識出很有可能是「暗星」的第一批物體。

韋伯太空望遠鏡於2021年發射升空,去年開始蒐集資料,目前發現的3個物體起初在去年12月被視為宇宙已知最早的數個星系,但研究人員說,這些物體實際上可能是巨大的暗星。

暗物質不發光,也不與光直接交互作用,因此人類肉眼看不見,主要是根據星系規模的引力效應推斷有這種物質存在。

暗物質可能是暗星微小但關鍵的組成要素。一般認為,暗星幾乎全由宇宙初期就存在的氫與氦組成,其中0.1%的質量是以暗物質形式存在,而這些會自我湮滅的暗物質可能為暗星提供了能量。

據信暗物質占了宇宙物質約85%,其餘15%是由恆星、行星、氣體、塵埃與披薩、人類等塵世萬物組成。

暗星的質量可比太陽大至少100萬倍,亮度至少達10億倍,直徑約為地球到太陽距離的10倍。

相關研究發表於「國家科學院學報」(Proceedings of the National Academy of Sciences),主要作者之一是美國德州大學奧斯汀分校(University of Texas at Austin)理論天體物理學家佛利斯(Katherine Freese)。

她說:「(這些暗星)是巨大又臃腫的怪獸…它們由原子物質組成,能量來自於內部的一點暗物質。」

與一般恆星不同的是,暗星可藉由積聚太空中的氣體來累積質量。

另一名研究主要作者、美國高蓋德大學(Colgate University)天體物理學家伊里(Cosmin Ilie)說:「它們可以幾乎無限期地持續聚集周圍氣體,達到超大質量狀態。」

這些暗星可能不像宇宙第一代的普通恆星那樣熾熱。

這3個暫時被視為暗星的物體可能在宇宙歷史初期生成,其中一個來自138億年前宇宙大爆炸(Big Bang)發生後3.3億年,另兩個分別來自大爆炸後3.7億年與4億年。

佛利斯說,根據韋伯太空望遠鏡的數據,這些物體要不是初期星系就是暗星。她說:「一個超大質量暗星和整個星系一樣亮,因此兩者都有可能。」

佛利斯說,雖然尚無足夠數據可對這3個物體做出確切判斷,但韋伯太空望遠鏡或許可以取得其他類似原始物體的更全面數據,以提供暗星存在的「確鑿」證據。(譯者:張曉雯/核稿:曾依璇)1120718

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