詹姆斯·韦伯太空望远镜在早期宇宙中发现了可能是一种新型恒星的物体——一颗由暗物质驱动的恒星。
这些“暗星”仍然是假设的。它们在 JWST 图像中的识别还远未确定。但如果这三位候选人中的任何一位——7 月 25 日报道 美国国家科学院院刊 – 事实证明是这种新型恒星，它们可以让人们一睹早期宇宙中恒星的形成，暗示暗物质的本质，并可能解释超大质量黑洞的起源。
宇宙学家 Katherine Freese 及其同事于 2007 年首次提出，暗星可能是宇宙中最早形成的恒星类型之一（序列号: 1/1/08）。尽管暗星尚未被观测到，但人们认为它们是由暗物质相互作用产生的热量提供动力的，而不是像太阳那样由核聚变反应提供动力。
德克萨斯大学奥斯汀分校的弗里斯说，暗星“看起来会非常奇怪”。这些假设的恒星可能是由氢和氦云形成的，它们在合并时吸收了当地丰富的暗物质。尽管暗物质的真实本质尚不清楚——它的存在很大程度上是通过其对恒星在星系内运动的影响来推断的——但暗物质粒子有可能与自身相互作用，在碰撞时相互湮灭并产生大量的光和热量（序列号：7/7/22）。这些热量将阻止氢和氦云凝结成像今天存在的恒星那样的致密、炽热的核心。
由于暗物质湮灭产生的热量会阻止气体云凝结，因此暗星可能会变得巨大。理论上，暗星的宽度可能是地球绕太阳轨道的十倍。它们的质量也可能是太阳的数百万倍，亮度也可能是太阳的数十亿倍——亮度足以被 JWST 发现。
为了看看轨道天文台的数据中是否潜藏着暗星，弗里斯和同事仔细研究了 JWST 早期星系调查的图像。在这些图像中，JWST 迄今已发现了 700 多个物体，这些物体可能起源于宇宙的最初几亿年——暗星出现的时代（序列号：12/16/22）。随着宇宙的膨胀，来自这些遥远物体的光会被拉伸或红移。因此，弗里斯和同事将注意力集中在四个已被确认具有高度红移的天体上，使它们成为迄今为止看到的最古老的天体之一。
目前，这些物体被认为是宇宙相对初期的小星系。但研究人员表示，由于它们距离太远，JWST 无法很好地解析它们，无法确定它们实际上是星系还是大型超亮恒星。
该团队对假设的暗星在不同波长下可能产生多少光进行了计算机模拟。他们将这些光谱与 JWST 收集的四个物体不同波长的图像中的光进行了比较。Freese 和同事报告说，来自其中三个天体的 JWST 数据与模拟的暗星图案一致。
一些科学家对此表示怀疑。剑桥大学天体物理学家桑德罗·塔切拉 (Sandro Tacchella) 表示，已知类型的恒星也可能产生观察到的来自这三个候选恒星的光。加州大学圣克鲁斯分校的理论天体物理学家布兰特·罗伯逊说，将任何物体识别为暗星都需要模拟图案与更详细的光谱非常吻合。
然而，如果发现暗星，“那将是革命性的”，该研究的合著者、纽约州汉密尔顿科尔盖特大学的天体物理学家科斯明·伊利 (Cosmin Ilie) 说。
探测暗星将证实暗物质粒子的存在并暗示它是如何工作的（序列号：7/7/22）。麻省理工学院的理论物理学家特雷西·斯拉蒂尔（Tracy Slatyer）没有参与这项研究，他说：“只要知道 [暗物质] 是一种可以湮灭的东西，就会非常非常强大。”她说，这些知识可以帮助科学家在宇宙其他地方寻找暗物质。
暗星也可以帮助解释超大质量黑洞的形成（序列号：2018 年 3 月 16 日）。一旦恒星内部的暗物质自我湮灭，剩余的氢和氦——在相对紧凑的空间中质量是太阳的数百万倍——就会自行塌陷并形成黑洞。随着时间的推移，这些黑洞可能会合并成黑洞，就像大多数星系中心的黑洞一样，其质量是太阳的数百万或数十亿倍。
未来的实验，例如寻找某些波长的更亮或更暗的光，可以帮助确认这三个物体中的任何一个是否是暗星。她说，弗里斯还希望在未来的 JWST 数据中找到更多暗星候选者。但目前，暗星是否真的存在仍然是个谜。
