Hvilken rolle spillede mørkt stof i det tidlige univers? Da det udgør størstedelen af sagen, skal det have en vis effekt. I stedet for at brænde med brintfusion blev disse ”mørke stjerner” opvarmet af udslettelse af mørkt stof.
Og disse mørke stjerner er muligvis stadig derude.
Bare et par hundrede tusinde år efter Big Bang, afkølet universet nok til, at første stof kunne samle sig ud af en overophedet sky af ioniseret gas. Tyngdekraften tog greb, og denne tidlige sag kom sammen om at danne de første stjerner. Men disse var ikke stjerner, som vi kender dem i dag. De indeholdt næsten udelukkende brint og helium, voksede til enorme masser og detoneredes derefter som supernovaer. Hver successive generation af supernovaer frøede universet med tungere elementer skabt gennem kernefusionen af disse tidlige stjerner.
Mørkt stof dominerede også det tidlige univers, svævede rundt om normal stof i store glorier, koncentrerede det sammen med dets tyngdekraft. Da de første stjerner samledes inde i disse glorier af mørkt stof, hjalp en proces, der kaldes molekylær brintkøling, dem til at kollapse ned i stjerner.
Eller det er hvad astronomer almindeligvis tror.
Men et team af forskere fra USA mener, at mørk stof ikke bare interagerede gennem dens tyngdekraft, det var lige der i tykke ting. Deres forskning er offentliggjort i papiret “Dark matter and the first stars: a new phase of stellar evolution”. Partikler af mørkt stof, der komprimeres sammen, begyndte at udslette, generere store mængder varme og overvældede denne molekylære brintkølemekanisme. Hydrogenfusion blev standset, og en ny stjernefase - en "mørk stjerne" - begyndte. Massive kugler af brint og helium drevet af mørke stoffer udslettet i stedet for nuklear fusion.
Hvis disse mørke stjerner er stabile nok, er det muligt, at de stadig kunne eksistere i dag. Det ville betyde, at en tidlig befolkning af stjerner aldrig nåede til Main Sequence-stadiet og stadig lever i denne afbruttede proces, opretholdt af udslettelsen af mørkt stof. Idet det mørke stof forbruges i reaktionen, kan yderligere mørkt stof fra de omgivende regioner strømme ind for at holde kernen opvarmet, og brintfusion muligvis aldrig får en chance for at overtage.
Mørke stjerner er dog muligvis ikke så langvarige. Fusionen fra regelmæssigt stof kan i sidste ende overvælde den mørke sags udryddelsesreaktion. Dens udvikling til en regelmæssig stjerne ville ikke blive stoppet, kun forsinket.
Hvordan kunne astronomer søge efter disse mørke stjerner?
De ville være meget store med en kerneradius, der er større end 1 AU (afstanden fra Jorden til Solen), så de kan være kandidater til gravitationslinseforsøg. Disse observationer bruger tyngdekraften fra nærliggende galakser til at tjene som et kunstigt teleskop til at fokusere lyset fra et fjernere objekt. Dette er den bedste teknik, som astronomer skal finde de mest fjerne objekter.
De kunne også påvises ved udslettelse af det mørke stof. Hvis arten af mørkt stof stemmer overens med teorien om svag interagerende massive partikler, ville dens udslettelse afgive meget specifik stråling og partikler i store mængder. Astronomer kunne se efter gammastråler, neutrinoer og antimaterie.
En tredje måde at opdage dem på ville være at søge efter en forsinkelse i overgangen til hovedsekvensstadiet for de tidlige stjerner. De mørke stjerner kunne have afbrudt dette stadie i millioner af år, hvilket førte til et usædvanligt hul i stjernernes udvikling.
Måske vil disse mørke stjerner give astronomer det bevis, de har brug for for endelig at vide, hvad mørk stof egentlig er.
Oprindelig kilde: Mørk stof og de første stjerner: en ny fase af stjernestatusudvikling
