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Estrella oscura (materia oscura)

Una estrella oscura es un tipo hipotético de estrella que pudo haber existido temprano en el universo antes de que las estrellas convencionales pudieran formarse y prosperar.

Propiedades

Las estrellas oscuras estarían compuestas principalmente de materia normal , como las estrellas modernas, pero una alta concentración de materia oscura neutral presente en ellas generaría calor a través de reacciones de aniquilación entre las partículas de materia oscura. Este calor evitaría que dichas estrellas colapsaran en los tamaños relativamente compactos y densos de las estrellas modernas y, por lo tanto, evitaría que se iniciara la fusión nuclear entre los átomos de materia "normal" . [1]

Según este modelo, una estrella oscura sería una enorme nube de hidrógeno molecular y helio con un radio de entre 1 y 960 unidades astronómicas (UA) y una temperatura superficial de alrededor de 10 000 K. Se espera que crezcan con el tiempo y alcancen masas de hasta M ☉ , hasta el punto en que agoten la materia oscura necesaria para sostenerlas, tras lo cual colapsarían. [1] [2] [3]

En el improbable caso de que las estrellas oscuras hubieran sobrevivido hasta la era moderna, podrían ser detectables por sus emisiones de rayos gamma , neutrinos y antimateria y estarían asociadas con nubes de gas hidrógeno molecular frío que normalmente no albergarían partículas tan energéticas, extremas y raras. [4] [2]

Posibles candidatos a estrella oscura

En abril de 2023, un estudio investigó cuatro objetos extremadamente desplazados hacia el rojo descubiertos por el telescopio espacial James Webb . [5] Su estudio sugirió que tres de estos cuatro, a saber, JADES-GS-z13-0 , JADES-GS-z12-0 y JADES-GS-z11-0, son consistentes con ser fuentes puntuales, y sugirió además que las únicas fuentes puntuales que podrían existir en este tiempo y ser lo suficientemente brillantes como para ser observadas a estas distancias y desplazamientos hacia el rojo fenomenales (z = 10–13) eran estrellas oscuras supermasivas en el universo temprano , impulsadas por la aniquilación de materia oscura. [5] Su análisis espectral de los objetos sugirió que tenían entre 500.000 y 1 millón de masas solares ( M ☉ ), además de tener una luminosidad de miles de millones de soles ( L ☉ ); También sería probable que fueran enormes, posiblemente con radios que superaran los 10.000 radios solares ( R ☉ ), excediendo por mucho el tamaño de las estrellas modernas más grandes . [5]

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Spolyar, Douglas; Freese, Katherine ; Gondolo, Paolo (2008). "Materia oscura y las primeras estrellas: una nueva fase de la evolución estelar". Physical Review Letters . 100 (5): 051101. arXiv : 0705.0521 . Código Bibliográfico :2008PhRvL.100e1101S. doi :10.1103/PhysRevLett.100.051101. PMID  18352355. S2CID  35322918.
  2. ^ ab "Las 'estrellas oscuras' pueden haber poblado el universo primitivo". 6 de diciembre de 2007.
  3. ^ Freese, Katherine; Rindler-Daller, Tanja; Spolyar, Douglas; Valluri, Monica (1 de junio de 2016). "Dark Stars: A Review". Informes sobre el progreso en física . 79 (6): 066902. arXiv : 1501.02394 . Bibcode :2016RPPh...79f6902F. doi :10.1088/0034-4885/79/6/066902. ISSN  0034-4885. PMID  27214049.
  4. ^ Moore, Nicole (2 de diciembre de 2007). "Los físicos especulan que la materia oscura impulsó las primeras estrellas" (nota de prensa). Universidad de Michigan . Los rayos gamma, partículas llamadas neutrinos o antimateria podrían ser señales reveladoras
  5. ^ abc Ilie, Cosmin; Paulin, Jillian; Freese, Katherine (3 de abril de 2023). "Candidatos a estrellas oscuras supermasivas vistos por el JWST". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 120 (30): e2305762120. arXiv : 2304.01173 . Bibcode :2023PNAS..12005762I. doi :10.1073/pnas.2305762120. PMC 10372643. PMID  37433001 . 

Lectura adicional

Enlaces externos