Les premières étoiles qui ont commencé à se former environ 200 millions d'années après le Big Bang étaient d'étranges créatures. Quelque chose dans les jeunes soleils contrecarrait l'effondrement des nuages de gaz, empêchant les réactions centrales de se produire. Pourtant, ils produisent toujours de la lumière, même en l'absence de processus nucléaires. La matière noire aurait-elle pu jouer un rôle, alimentant les corps stellaires et donnant vie aux premières étoiles?
De nouvelles recherches indiquent que l'énergie générée par l'anéantissement de la matière noire dans le premier univers pourrait avoir propulsé les premières étoiles. Comment? Eh bien, le premier univers violent aura eu de fortes concentrations de matière noire. La matière noire a la capacité de s'annihiler lorsqu'elle entre en contact avec d'autres matières noires matière, il ne nécessite pas anti- matière sombre à anéantir. Lorsque la matière «normale» entre en collision avec son anti-composant (c'est-à-dire que l'électron entre en collision avec le positron), l'annihilation se produit. Annihilation est un terme souvent utilisé pour décrire la destruction énergétique de quelque chose. Bien que cela soit vrai, les produits d'annihilation de la matière noire incluent d'énormes quantités d'énergie pour créer des neutrinos et de la «matière ordinaire» comme les protons, les électrons et les positrons. L'énergie d'anéantissement de la matière noire a donc la capacité de se condenser et de créer la matière que nous voyons dans le Space Magazine.
“Les particules de matière noire sont leur propre anti. Quand ils se rencontrent, un tiers de l'énergie va dans les neutrinos, qui s'échappent, un tiers va dans les photons et le dernier tiers va dans les électrons et les positrons. " - Katherine Freese, physicienne théorique, Université du Michigan.
Katherine Freese (Université du Michigan), Douglas Spolyar (Université de Californie, Santa Cruz) et Paolo Gondolo (Université de l'Utah à Salt Lake City) pensent que l'étrange physique des premières «étoiles sombres» peut être attribuée à la matière noire. Pour qu'une étoile se forme à partir d'un nuage de gaz stellaire vers une étoile viable et en feu, elle doit d'abord se refroidir. Ce refroidissement permet à l'étoile de s'effondrer, de sorte que le gaz est suffisamment dense pour déclencher des réactions nucléaires dans le cœur. Cependant, les premières étoiles semblent avoir une certaine forme d'énergie agissant contre le refroidissement et l'effondrement des premières étoiles, la fusion ne devrait pas être possible, et pourtant les étoiles brillent encore.
Le groupe pense que les premières étoiles ont pu passer par deux stades de développement. Lorsque les nuages de gaz s'effondrent, les étoiles passent par une «phase de matière noire», générant de l'énergie et produisant de la matière normale. Au fur et à mesure que la phase progresse, la matière noire sera lentement épuisée et convertie en matière. À mesure que l'étoile devient suffisamment dense avec de la matière, les processus de fusion prennent le relais, commençant la «phase de fusion». La fusion génère à son tour des éléments plus lourds (tels que les métaux, l'oxygène, le carbone et l'azote) pendant la durée de vie de l'étoile. Lorsque le carburant des premières étoiles sera épuisé, il ira en supernova, explosant et distribuant ces éléments lourds dans l'espace pour former d'autres étoiles. La «phase de matière noire» ne semble avoir existé que dans les toutes premières étoiles (alias «population trois étoiles»); les étoiles ultérieures ne sont supportées que par des processus de fusion.
Cependant, cette nouvelle théorie passionnante devra attendre que le télescope James Webb soit mis en service en 2013 avant que la population de trois étoiles puisse être observée avec une grande précision. La lumière peut alors être éclairée sur les processus qui alimentent les premières «étoiles sombres» de notre premier univers.
Source: Physorg.com
