Sports

Nancy Grace Roman Could Detect Supermassive Dark Stars

The first stars of the universe were very different than the stars we see today. They were made purely of hydrogen and helium, without heavier elements to help them generate energy in their core. As a result, they were likely hundreds of times more massive than the Sun. But some of the first stars may have been even stranger. In the early universe, dark matter could have been more concentrated than it is now, and it may have powered strange stellar objects known as dark stars.

Since dark matter and regular matter act similarly under gravity, clumps of dark matter in the early universe could have gathered clouds of hydrogen and helium around them. As this matter collapsed under its own weight, dark matter in its core might have generated energy. In some dark matter models, the particles can annihilate to produce gamma rays and neutrinos. These high-energy particles would prevent the cloud from collapsing, similar to the way nuclear fusion sustains a regular star.

These dark stars would have been gigantic, with a diameter tens of thousands, even hundreds of thousands of times wider than the Sun. But they would have been dim and fairly low-density. If they existed, they would have been too faint and distant for current telescopes to detect them. But the Nancy Grace Roman space telescope, formerly called WFIRST, might be powerful enough to find them.

Artist interpretation of a dark star. Credit: University of Utah

The Roman telescope is scheduled to be launched in May 2027. It will be a wide-field infrared telescope, well suited to explore the dim and distant edge of the cosmos. According to a recent paper published on the arxiv, Roman might be able to observe supermassive dark stars with masses greater than 100,000 Suns. But dark stars on this scale weren’t likely common. A better estimate is that dark stars were around 10,000 solar masses. With the help of gravitational lensing, Roman might be able to see a dark star of that mass, but the authors propose a better method, combining observations of Roman with the James Webb Space Telescope.

Their idea is to identify dark star candidates using Roman, with the understanding that the photometric observations won’t be able to distinguish dark stars from small young galaxies. One feature that distinguishes the galaxies from dark stars is that the latter should show a helium emission line known as ?1640, which Webb can detect. Roman is better suited for finding candidates, and Webb can confirm them. It’s an excellent example of how the strengths of different telescopes can complement each other.

If this approach is successful in the next decade, it could help astronomers understand a different cosmological mystery, that of supermassive black holes. We still don’t understand how such massive black holes could form so quickly in the early universe, but one idea is that they may have been seeded by these dark stars. As their dark matter cores stopped generating energy, these stars may have collapsed quickly enough to form a massive black hole, which could grow into a supermassive black hole in time.

There’s much we could learn from the dim light of a dark star.

Reference: Zhang, Saiyang, Cosmin Ilie, and Katherine Freese. “Detectability of Supermassive Dark Stars with the Roman Space Telescope.” arXiv preprint arXiv:2306.11606 (2023).

Related Posts

ของหายาก! “โจนาธาร” ร่วมมือช่วยเหลือน้ำท่วมเชียงราย โดยเปิดประมูลเสื้อทีมชาติไทยจากเกมในรัสเซีย

แรร์ไอเทม! โจนาธาร เข็มดี ร่วมช่วยเหลือผู้ประสบภัยน้ำท่วม จ.เชียงราย เปิดประมูลเสื้อทีมชาติไทย เกมที่ถูกยกเลิก วันที่ 13 กันยายน 2567 โจนาธาร เข็มดี กองหลังทีมชาติไทย สโมสรราชบุรี เอฟซี โพสต์โซเชียลมีเดียส่วนตัว เพื่อร่วมแสดงน้ำใจช่วยเหลือผู้ประสบภัยน้ำท่วม จังหวัดเชียงราย ที่กำลังได้รับผลกระทบอย่างหนัก ด้าน โจนาธาร เข็มดี ได้เปิดประมูลเสื้อทีมชาติไทยสีขาว ที่เตรียมใส่ลงสนามในการติดทัพ “ช้างศึก” ชุดใหญ่ นัดแรก…

7-0 ยืน 1 เปิด 𝟔 นัด “แมนยูฯ” ชนะมากสุด ยุค “เทน ฮาก” หลังขยี้ยับ คาราบาว คัพ รอบ 3

เปิดผลงาน 6 นัด แมนยูฯ ชนะมากสุดในยุค “เทน ฮาก” หลังระเบิดฟอร์มขยี้ บาร์นสลีย์ ยับเยิน เข้ารอบ 4 คาราบาว คัพ วันที่ 18 กันยายน 2567 เปิดผลงาน 6 นัดที่ แมนเชสเตอร์ ยูไนเต็ด ทีมอันดับ 10 พรีเมียร์ลีก อังกฤษ ชนะด้วยสกอร์มากที่สุด…

ไม่มีอ้อมค้อม “สล็อต” พูดตรงๆ ถึง “เคียซา” หลังประเดิมสนามในนาม “ลิเวอร์พูล” เป็นครั้งแรก

อาร์เนอ สล็อต ออกมายืนยันว่า เฟเดริโก เคียซา จะกลายเป็นขุมกำลังสำคัญของ ลิเวอร์พูล แน่นอน เผยรู้เรื่องนี้มาก่อนเซ็นสัญญาเข้ามาร่วมทีมแล้ว วันที่ 18 กันยายน 2567 อาร์เนอ สล็อต ออกมาให้สัมภาษณ์หลังพา ลิเวอร์พูล บุกไปเอาชนะ เอซี มิลาน ถึง ซาน ซีโร ด้วยสกอร์ 3-1 คว้า 3 คะแนนได้ตั้งแต่นัดแรก…

Ohtani leads the Dodgers to 48-48 with a second-deck HR, one out of the season record

MIAMI — The last time Shohei Ohtani played at loanDepot park, he was striking out Mike Trout and leading Team Japan to a World Baseball Classic title. This time around, Ohtani got…

Lakers’ D’Angelo Russell poses for family portrait with GF Laura Ivaniukas and kids..

LA Lakers star D’Angelo Russell’s girlfriend Laura Ivaniukas took to Instagram on Sunday to share a series of family portraits after welcoming a new member to their family. The…

Lakers News: JJ Redick Explains Benefits Of Five-Out Offense

The Los Angeles Lakers are expecting big things out of new head coach JJ Redick, who comes in with no previous coaching experience. Redick seemed to be the…

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *