深夜的宇宙,突然亮了一盞怪燈
JWST的數(shù)據(jù)庫(kù)里跳出四個(gè)紅點(diǎn)。它們紅得離譜,紅到像宇宙剛睜眼時(shí)的瞳孔。天文學(xué)家盯著屏幕嘀咕:這不像星系,也不像恒星,倒像有人把暗物質(zhì)點(diǎn)著了。
暗物質(zhì)還能當(dāng)燃料?
故事得回到2008年。KatherineFreese和兩位同事在論文里畫了一張草圖:如果暗物質(zhì)粒子是“弱相互作用大塊頭”,它們偶爾撞在一起會(huì)湮滅,放出熱量。宇宙剛誕生三億年時(shí),氫氦云團(tuán)正縮成第一代恒星,暗物質(zhì)混在里面,像偷偷塞進(jìn)爐膛的煤塊。熱量頂住引力,云團(tuán)不再塌成普通恒星,而是長(zhǎng)成一只巨大的“氫氣球”,亮度是太陽(yáng)的十億倍,卻輕飄飄——這就是“超質(zhì)量暗星”。
四年前的預(yù)言,今天對(duì)上號(hào)
2023年,團(tuán)隊(duì)用JWST的NIRCam先挑出三個(gè)候選:JADES-GS-z13-0、z12-0、z11-0。今年拿到NIRSpec的光譜,再補(bǔ)一個(gè)z14-0和z14-1,湊成一桌“四紅”。光譜顯示:
光點(diǎn)極小,幾乎沒(méi)展開(kāi),像極遠(yuǎn)單星;
其中z14-0在1640埃處出現(xiàn)一道吸收線——恰好是單電離氦的“暗星指紋”;
ALMA測(cè)到同一目標(biāo)的氧發(fā)射線,說(shuō)明它可能躲在富金屬的環(huán)境里,也許是暗星和星系剛合并完的混血兒。
難題一下解決了倆
JWST這兩年老在極遠(yuǎn)處逮到亮得離譜的小星系,數(shù)量比模型多;另一方面,百億太陽(yáng)質(zhì)量的巨型黑洞在宇宙三億歲時(shí)就已經(jīng)上線,時(shí)間根本不夠普通恒星死完再吞。暗星給出一條捷徑:它自己就是百萬(wàn)太陽(yáng)質(zhì)量,死后直接坍成黑洞,省去了“吃胖”的漫長(zhǎng)過(guò)程。
下一步,把暗物質(zhì)粒子請(qǐng)出來(lái)
如果1640埃的線被更高信噪比確認(rèn),天文學(xué)家就能用暗星的亮度、溫度反推湮滅率,進(jìn)而給暗物質(zhì)粒子量體裁衣。換句話說(shuō),人類可能第一次不靠地下深井,而是抬頭看星星,就把暗物質(zhì)的身份證拍下來(lái)。
假如暗星真的存在,你覺(jué)得它們現(xiàn)在全死光了嗎?還是仍潛伏在銀河某個(gè)角落,像老燈泡一樣暗暗發(fā)熱?
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