Was ist ein dunkler Stern?

Schwarze Sterne sind möglicherweise die einflussreichsten Himmelskörper im Universum, von denen niemand sicher weiß, dass sie jemals existiert haben.

Tatsächlich könnten sie die älteren Sterne des Kosmos sein, die lange bevor Sterne auftauchten - zumindest wie wir sie jetzt kennen - funkelten.

Warum gibt es heute keine Beweise dafür?

Sie können buchstäblich zu Schwarz verblasst sein. Wie in, Schwarzes Loch .

Zumindest ist dies die Theorie, die die Physikerin Katherine Freese von der University of Michigan kürzlich in einem Interview mit Astronomy aufgestellt hat.

Freese vermutet, dass dunkle Sterne tatsächlich die Keime der supermassiven Schwarzen Löcher sind, die im Herzen jeder Galaxie lauern. Schließlich müssen auch zeitraubende, leicht saugende Regionen des Weltraums aus etwas wachsen. Und dass etwas ein dunkler Stern sein kann.

Aber wie nimmt ein heller und glänzender Himmelskörper eine so dramatisch dunkle Wendung? Zum einen würde ein dunkler Stern - anders als die Sterne, die wir kennen und gelegentlich wünschen - bereits buchstäblich Dunkelheit haben, die buchstäblich durch seine Adern läuft.

Die Sterne, die wir heute sehen, halten sich alle an die gleiche allgemeine Regel der Kernfusion. Die bloße Masse eines Sterns bedeutet, dass er immer in einem Zustand zusammenbricht, in dem er zusammenbricht. Diese Art von konstantem Druck auf seinen Kern erzeugt aber auch Energie, die nach außen strahlt. Das Ergebnis ist ein perfektes Gleichgewicht zwischen Einwärts- und Auswärtsstrahlung.

Unsere Sonne hat zum Beispiel dieses perfekte Gleichgewicht erreicht und den Gravitationsdruck in die riesige Batterie eingebracht, die im Wesentlichen das Sonnensystem antreibt.

Dunkle Sterne hingegen machen die Dinge etwas anders.

Sicher, sie haben Wasserstoff und Helium in ihren Adern - aber auch einen Hauch dunkler Materie.

Ja, das ist ein weiteres Material, das niemand gesehen oder entdeckt hat - was die Theorie der dunklen Sterne noch theoretischer macht.

Aber so schlägt Freese vor, dass es funktionieren könnte:

Vor ungefähr 13 Milliarden Jahren, als sich dunkle Sterne bildeten, war das Universum ein ganz anderer und viel dichterer Ort. Sie haben wahrscheinlich dunkle Materie in Form von schwach wechselwirkenden massiven Partikeln oder WIMPs in ihre DNA eingebaut.

Selbst als mikroskopisch kleine Zutat im Make-up eines Sterns könnte dunkle Materie dank eines einzigartigen Prozesses, der als Vernichtung der dunklen Materie bezeichnet wird, einen Körper eine Milliarde Jahre lang schnaufend und schnaufend halten.

Im Wesentlichen verleiht dunkle Materie einem dunklen Stern seine Superkräfte - sie könnte sich ausdehnen und Energie ausstrahlen, ohne sich auf diesen zarten Tanz verlassen zu müssen, der als Kernfusion bekannt ist. Das würde auch einen dunklen Stern von seinem Kern entlasten, so dass er sich nach außen ausbreiten und trotz seines Namens viel heller und größer leuchten könnte.

"Sie können weiter wachsen, solange es Treibstoff für dunkle Materie gibt", sagt Freese gegenüber Astronomy. "Wir haben angenommen, dass sie bis zu 10 Millionen Mal die Masse der Sonne und 10 Milliarden Mal so hell wie die Sonne erreichen können, aber wir wissen es nicht wirklich. Es gibt im Prinzip keinen Grenzwert."

Und sie schlägt vor, dass irgendwann ein Stern mit so viel Masse zusammenbrechen und ein schwarzes Loch werden müsste.

Aber wie wird eine Theorie, die von der Theorie abhängt, jemals Wirklichkeit? Wir müssen nur einen auf dem endlosen Heuhaufen entdecken, der der Kosmos ist.

Und das könnte ein Job für das James Webb Space Telescope sein.

Ein maßstabsgetreues Modell des James Webb-Weltraumteleskops - des leistungsstärksten Weltraumobservatoriums, das jemals geschaffen wurde. (Foto: Chris Gunn / NASA)

Geplant für den Start im März 2021 wird das Weltraumauge "das größte und leistungsstärkste Teleskop sein, das jemals in den Weltraum gebracht wurde".

Während Astronomen zu Recht von der Aussicht auf unzählige neue Planetenentdeckungen begeistert sind, kann das Teleskop endlich auch einen Blick auf diesen schwer fassbaren und uralten Himmelskörper erhaschen, der als dunkler Stern bekannt ist.

"Wenn ein dunkler Stern mit einer Million Sonnenmassen [von James Webb] von Anfang an gefunden würde, wäre es ziemlich klar, dass ein solches Objekt als großes schwarzes Loch enden würde", sagt Freese. "Dann könnten diese zusammengeführt werden, um supermassereiche Schwarze Löcher zu bilden. Ein sehr vernünftiges Szenario!"

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