深夜的宇宙,突然亮了一盏怪灯
JWST的数据库里跳出四个红点。它们红得离谱,红到像宇宙刚睁眼时的瞳孔。天文学家盯着屏幕嘀咕:这不像星系,也不像恒星,倒像有人把暗物质点着了。
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暗物质还能当燃料?
故事得回到2008年。KatherineFreese和两位同事在论文里画了一张草图:如果暗物质粒子是“弱相互作用大块头”,它们偶尔撞在一起会湮灭,放出热量。宇宙刚诞生三亿年时,氢氦云团正缩成第一代恒星,暗物质混在里面,像偷偷塞进炉膛的煤块。热量顶住引力,云团不再塌成普通恒星,而是长成一只巨大的“氢气球”,亮度是太阳的十亿倍,却轻飘飘——这就是“超质量暗星”。
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四年前的预言,今天对上号
2023年,团队用JWST的NIRCam先挑出三个候选:JADES-GS-z13-0、z12-0、z11-0。今年拿到NIRSpec的光谱,再补一个z14-0和z14-1,凑成一桌“四红”。光谱显示:
光点极小,几乎没展开,像极远单星;
其中z14-0在1640埃处出现一道吸收线——恰好是单电离氦的“暗星指纹”;
ALMA测到同一目标的氧发射线,说明它可能躲在富金属的环境里,也许是暗星和星系刚合并完的混血儿。
难题一下解决了俩
JWST这两年老在极远处逮到亮得离谱的小星系,数量比模型多;另一方面,百亿太阳质量的巨型黑洞在宇宙三亿岁时就已经上线,时间根本不够普通恒星死完再吞。暗星给出一条捷径:它自己就是百万太阳质量,死后直接坍成黑洞,省去了“吃胖”的漫长过程。
下一步,把暗物质粒子请出来
如果1640埃的线被更高信噪比确认,天文学家就能用暗星的亮度、温度反推湮灭率,进而给暗物质粒子量体裁衣。换句话说,人类可能第一次不靠地下深井,而是抬头看星星,就把暗物质的身份证拍下来。
假如暗星真的存在,你觉得它们现在全死光了吗?还是仍潜伏在银河某个角落,像老灯泡一样暗暗发热?
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