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暗黒星は、従来の星が形成され成長する前の 宇宙の初期に存在していた可能性がある仮説上のタイプの星です。
プロパティ
暗黒星は現代の星と同様に大部分が通常の物質で構成されているが、その内部に存在する高濃度のニュートラリーノ 暗黒物質が、暗黒物質粒子間の消滅反応によって熱を生成する。この熱により、そのような星は現代の星のような比較的コンパクトで高密度のサイズに崩壊することがなくなり、したがって「通常の」物質原子間の核融合が開始されるのを防ぐ。[1]
このモデルによれば、暗黒星は半径1～960天文単位（AU）の巨大な分子水素とヘリウムの雲であると予測され、表面温度は約10000 Kとなる。暗黒星は時間の経過とともに成長し、質量がM ☉に達し、維持に必要な暗黒物質を使い果たした後、崩壊すると予想される。[1] [2] [3]
暗黒星が現代まで存続しているという可能性は低いが、その場合、ガンマ線、ニュートリノ、反物質の放出によって検出可能となり、通常はそのような高エネルギーで極端で希少な粒子を宿さない冷たい分子状水素ガスの雲と関連している可能性がある。[4] [2]
ダークスター候補の可能性
2023年4月、ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって発見された4つの極端に赤方偏移した天体についての研究が行われた。[5]研究では、4つのうちJADES-GS-z13-0、JADES-GS-z12-0、JADES-GS-z11-0の3つが点源である可能性が示唆され、さらに、この時代に存在し、これらの驚異的な距離と赤方偏移（z = 10–13）で観測できるほど明るい点源は、暗黒物質の消滅によって駆動された初期宇宙の超大質量暗黒星だけであると示唆された。[5]彼らの天体のスペクトル分析によると、それらの質量は太陽の50万〜100万倍（M ☉ ）で、明るさは太陽の数十億倍（L ☉）であることが示唆された。これらの恒星はおそらく巨大で、半径が太陽半径の10,000倍（R☉ ）を超える可能性があり、現代の最大の恒星の大きさをはるかに超える。[5]
参照
参考文献
- ^ ab Spolyar, Douglas; Freese, Katherine ; Gondolo, Paolo (2008). 「暗黒物質と最初の星: 恒星進化の新たな段階」. Physical Review Letters . 100 (5): 051101. arXiv : 0705.0521 . Bibcode :2008PhRvL.100e1101S. doi :10.1103/PhysRevLett.100.051101. PMID 18352355. S2CID 35322918.
- ^ ab 「『暗黒星』は初期宇宙に存在していた可能性がある」2007年12月6日。
- ^ Freese, Katherine; Rindler-Daller, Tanja; Spolyar, Douglas; Valluri, Monica (2016-06-01). 「Dark Stars: A Review」. Reports on Progress in Physics . 79 (6): 066902. arXiv : 1501.02394 . Bibcode :2016RPPh...79f6902F. doi :10.1088/0034-4885/79/6/066902. ISSN 0034-4885. PMID 27214049.
- ^ ムーア、ニコル (2007 年 12 月 2 日)。「物理学者は暗黒物質が最初の星を動かしたと推測している」(プレスリリース)。ミシガン大学。
ガンマ線、ニュートリノと呼ばれる粒子、反物質が、その兆候となる可能性がある。
- ^ abc Ilie, Cosmin; Paulin, Jillian; Freese, Katherine (2023-04-03). 「JWST が捉えた超大質量暗黒星候補」. Proceedings of the National Academy of Sciences . 120 (30): e2305762120. arXiv : 2304.01173 . Bibcode :2023PNAS..12005762I. doi :10.1073/pnas.2305762120. PMC 10372643. PMID 37433001 .
さらに読む
- Freese, Katherine; Gondolo, Paolo; Spolyar, Douglas (2007 年 7 月 15 ～ 20 日)。「暗黒物質が最初の星に与える影響: 恒星進化の新たな段階」。First Stars III。First Stars II カンファレンス。AIPカンファレンスプロシーディング。第 990 巻。サンタフェ、NM: American Institute of Physics (2008 年 3 月 11 日発行) 。pp . 42 ～ 44。arXiv : 0709.2369。Bibcode : 2008AIPC..990 ...42F。CiteSeerX 10.1.1.245.379。doi :10.1063/1.2905656。S2CID 17921208。
- 「新生宇宙の暗黒物質が最古の星々を覆い尽くす」。Phys.org (プレスリリース)。ユタ大学。2007 年 12 月 3 日。2007年12 月 4 日に閲覧。
- Freese, Katherine; Bodenheimer, Peter; Gondolo, Paolo; Spolyar, Douglas (2008 年 2 月 20 ～ 22 日)。「ダーク スター: 宇宙の最初の星はダーク マター加熱によって駆動されている可能性があります」。宇宙におけるダーク マターとダーク エネルギーの発生源と検出。第8 回 UCLA シンポジウム。AIP 会議議事録。第 1166 巻。カリフォルニア州マリナ デル レイ:アメリカ物理学会(2009 年 9 月 8 日発行)。pp . 33 ～ 38。arXiv : 0812.4844。Bibcode : 2009AIPC.1166 ... 33F。CiteSeerX 10.1.1.248.5391。doi : 10.1063/1.3232192。S2CID 117037439。
- Freese, Katherine; Ilie, Cosmin; Spolyar, Douglas; Valluri, Monica; Bodenheimer, Peter (2010). 「超大質量暗黒星: JWST で検出可能」。The Astrophysical Journal。716 ( 2 ): 1397–1407。arXiv : 1002.2233。Bibcode : 2010ApJ ... 716.1397F。doi :10.1088/ 0004-637X /716/2/1397。S2CID 118502996 。
- Rindler-Daller, T.; Montgomery, MH; Freese, K.; Winget, DE; Paxton, B. (2015). 「暗黒星: 改良モデルと最初の脈動結果」.アストロフィジカルジャーナル. 799 (2): 210. arXiv : 1408.2082 . Bibcode :2015ApJ...799..210R. doi :10.1088/0004-637X/799/2/210. S2CID 119288681.
- フリーズ、キャサリン; ボーデンハイマー、ピーター; ゴンドーロ、パオロ; スポリアー、ダグラス (2009)。「ダークスター: 宇宙初の星に関する新たな研究」。ニュージャーナルオブフィジックス。11 ( 10 ) 。arXiv : 0903.0101。Bibcode : 2009NJPh ...11j5014F。doi :10.1088/1367-2630/11/10/105014。S2CID 15570798 。
- Ilie, Cosmin; Zhang, Saiyang (2019). 「Pop III 星による超重ダークマターの多重散乱捕獲」. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . 2019 (12): 051. arXiv : 1908.02700 . Bibcode :2019JCAP...12..051I. doi :10.1088/1475-7516/2019/12/051. S2CID 199472556.
外部リンク
- シーゲル、リー (2007 年 12 月 2 日)。「最初の星は暗かったのか?」 (プレス リリース)。ユタ大学。
- 「暗黒星：超大質量ブラックホールの種？」2019年7月19日。
- 「ウェッブが超大質量暗黒星を発見した可能性 | Sci.News」。2023年7月15日。
- 「超大質量暗黒星を初めて目撃したのか？」2023年7月28日。
- 「ナンシー・グレース・ローマンが超大質量暗黒星を発見できるかも」。2023年6月23日。
- 「ウェッブは、消滅しつつある暗黒物質でできた『暗黒星』を発見したかもしれない」。2023年7月17日。
- 「暗黒物質の力：ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡が暗黒星の存在を証明した可能性」。2023年7月16日。