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

ทีมชาติไทยครองอันดับหนึ่งติดต่อกันเป็นเวลา 8 เดือน ขณะที่ 2 ชาติในอาเซียนกำลังพุ่งขึ้นแรง สรุปอันดับโลกล่าสุดของ 11 ชาติอาเซียนในเดือนกันยายน 67

สรุปอันดับโลกล่าสุด 11 ชาติอาเซียน (กันยายน 2567) ทีมชาติไทย: ขยับขึ้น 1 อันดับ สู่ที่ 100 ของโลก หลังจากชนะทีมชาติเวียดนาม 2-1 ใน LPBANK CUP 2024 ทำให้รักษาอันดับ 1 ในอาเซียนเป็นเดือนที่ 8 ติดต่อกัน อันดับชาติอาเซียนอื่นๆ: มีการเคลื่อนไหวที่น่าสนใจ โดยมี 2 ชาติที่อันดับพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็ว…

แมนยูฯ ได้เต็มๆ “เทน ฮาก” เผยเบื้องหลัง “แอนโทนี” ยิงจุดโทษ ก่อนเข้ารอบ 4 คาราบาว คัพ

ประตูนี้มีที่มา! เทน ฮาก เฉลยแล้ว สาเหตุ แอนโทนี ได้ยิงจุดโทษ ก่อนแมนยูฯ ขยี้ บาร์นสลีย์ ลิ่วรอบ 4 คาราบาว คัพ วันที่ 18 กันยายน 2567 เอริก เทน ฮาก ผู้จัดการทีมแมนเชสเตอร์ ยูไนเต็ด ให้สัมภาษณ์ถึง แอนโทนี ปีกค่าตัวแพงชาวบราซิลที่กลับมายิงประตูแรกในรอบเกือบ 5 เดือน…

ฟาน ไดจ์ค เปิดใจหลัง ลิเวอร์พูล คืนฟอร์มบุกอัด มิลาน ประเดิม ยูฟ่า แชมเปี้ยนส์ลีก

เวอร์จิล ฟาน ไดจ์ค เปิดใจหลังเกม ลิเวอร์พูล เอาชนะ เอซี มิลาน นักเตะชี้ว่าทีมต้องมีความสม่ำเสมอมากขึ้น เกมต่อไปพวกเขาจะได้เล่นในบ้านพบกับ บอร์นมัธ เวอร์จิล ฟาน ไดจ์ค กองหลังกัปตันทีม ลิเวอร์พูล สโมสรยักษ์ใหญ่แห่งศึก พรีเมียร์ลีก อังกฤษ เปิดเผยว่า มีความสุขที่พลพรรค “หงส์แดง” ทำผลงานได้อย่างยอดเยี่ยมด้วยดการบุกไปเอาชนะ เอซี มิลาน ที่สนาม ซาน ซิโร 3-1 ในเกม ยูฟา แชมเปียนส์ลีก เมื่อวันอังคารที่ผ่านมา เซ็นเตอร์แบ็ควัย 33 ปี กล่าวว่า “ผมคิดว่าทุกคนที่ ลิเวอร์พูล…

Oddsmakers predict Shohei Ohtani will join the 50-50 club as the first member

Oddsmakers are expecting Shohei Ohtani to become the first 50-50 player in MLB history.  With a couple of weeks to go in the 2024 season, Ohtani is -350 at FanDuel Sportsbook to…

En el debate sobre el mejor jugador de la historia, Toni Nadal expresa su emoción diciendo: “Mi sobrino ha sufrido lesiones, por lo que Djokovic es el mejor”

El tío y exentrenador de Rafa Nadal lamentó los diversos contratiempos del manacorí durante su carrera, además de destacar también a Federer y su juego inigualable En el…

In light of the current injury problem, Patrick Mahomes speaks out about the contentious return of an ex-Chiefs player

In the 2017 draft, Hunt was chosen in the third round with Mahomes. The Kansas City Chiefs have begun their season with two exciting victories over AFC opponents,…

Leave a Reply

Your email address will not be published.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