Stele întunecate au dat naştere găurilor negre supermasive?

La circa 200 de milioane de ani după Big Bang universul era foarte diferit de cel de astăzi. Nu exista nici un fel de lumină pentru că existau stele, ci doar nori formaţi din primele elemente. Deşi se crede că primele stele au apărut când hidrogenul şi heliumul s-au răcit suficient pentru a se aduna sub influenţa gravitaţiei (apoi a apărut fuziunea nucleară în centrul stelelor, urmate de creearea elementelor grele),  acum există însă o altă explicaţie posibilă.

La momentul formării primelor stele se crede că exista foarte multă materie întunecată. Deşi nu se ştie cu exactitate ce este materia întunecată, se ştie, în urma observaţiilor, că există şi astăzi în abundenţă. Materia întunecată este responsabilă pentru majoritatea masei din universul nostru, iar în acele momente timpurii ar fi putut alcătui stele întunecate.

Găurile negre supermasive sunt giganţii universului nostru prezent. Având masa unui trilioni de sori, aceşti „monştrii” se găsesc în mijlocul galaxiilor şi devorează orice stea care se apropie prea mult. Deşi am început să detectăm şi să înţelegem fizica care guvernează aceste găuri negre, suntem foarte departe de a înţelege cum au evoluat.

Potrivit discovery.com, unele teorii sugerează că găurile negre au apărut din supa primordială existentă imediat după Big Bang (în urmă cu 13,75 miliarde de ani); alte teorii sugerează că s-au format pe o perioadă îndelungată prin absorţia de stele şi gaze, dar nu există un răspuns care să mulţumească pe toată lumea, aici intervenind stelele întunecate.

Materia întunecată nu are anti-particule, fiind propria sa anti-particulă, aşa că atunci când se ciocnesc particulele materiei întunecate, se anihilează reciproc şi elberează energie (materia normală are nevoie de anti-marterie pentru acest proces). În interiorul unei stele întunecate ipotetice, particulele de materie întunecată sunt forţate să stea împreună şi se anihilează reciproc. Acest proces produce o forţă spre exterior, contrară tendinţei de implozie din cauza gravitaţei şi face ca steaua să strălucească.

Numele de stea întunecată provine din teoria conform căreia aceste corpuri stelare erau alimentate de materie întunecată, dar nu erau de fapt întunecate, fiind chiar extreme de luminoase, depăşind cu mult soarele nostru.

Aşa cum a subliniat echipa lui Freese, temperatura stelele întunecate nu depăşea la suprafaţă 10.000 de grade Kelvin, fiind şi mult mai mari decât soarele nostru (chiar şi de 2000 de ori). Erau compuse din materie normală, dar 0,1% era materie întunecată.

Cel mai interesant lucru care se crede despre aceste stele primordiale este nu că aveau o limită de creştere. Atâta timp cât în jurul lor se găsea o rezervă suficientă de materie întunecată, materia normală era absorbită, făcând steaua să crească. Primele stele normale avea o limită peste care nu puteau trece (pe măsură ce creşteau, deveneau prea fierbinţi, iar absorţia de materie se oprea).

Potrivit acestui studiu, echipa lui Freese a realizat un model de creştere pentru stelele întunecate, acestea transformându-se ulterior în stele întunecate supermasive (cu o masă de 100.000 de ori mai mare decât a Soarelui), fapt care a dus la o concluzie fascinantă:

„Când stelele întunecate supermasive au rămas fără combustibil, s-au contractat şi s-au încălzit. Când nucleul stelei ajunge la 100 de milioane de grade Kelvin începe fuziunea, dar nu pot rezista prea mult si se prăbuşesc într-o gaură neagră”, a declarat Freese .

Găurile negre formate după aceste evenimente uriaşe au devenit găurile negre supermasive pe care le observăm astăzi în centrul galaxiilor.

Deşi teoria sună foarte interesant, nu există nici un fel de dovadă obsrevaţională că stelele întunecate au existat vreodată şi nici că au ajutat la naşterea găurilor negre supermasive.