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

“Shohei Ohtani’s body was rejecting being a 2-way player” Former Mets The Dodgers’ GM cautions them against the sprinting star’s rehabilitation for the 2025 MLB Opening Day in Japan.

The Los Angeles Dodgers designated hitter Shohei Ohtani suffered a shoulder injury in the World Series, and now he’s getting ready to get arthroscopic surgery to recover. Former New York Mets general…

พันธมิตร ขนลุกไปทั้งตัว หลังรู้ติด ทีมชาติไทย ชุดใหญ่ครั้งแรก

พันธมิตร ประพันธ์ ยอมรับว่าเขาขนลุกไปทั้งตัว หลังโค้ช มาซาทาดะ อิชิอิ ประกาศชื่อของเขา ติดทีมชาติไทยชุดใหญ่ ครั้งแรก ในเกมอุ่นเครื่อง ตามปฏิทิน ฟีฟ่า เดย์ เดือนพฤศจิกายน สำหรับ พันธมิตร เป็นหนึ่งในสี่นักเตะหน้าใหม่ที่ติดทีมชาติไทยชุดใหญ่รอบนี้ โดยก่อนหน้านี้ “มิตซู” เคยมีชื่อติดทีมชาติไทย U19 และ U23 มาแล้ว “ตอนแรกก็พอทราบครับ ว่ามีชื่ออยู่ในข่าย แต่ก็ไม่ได้ตั้งความหวังอะไรมาก แต่พอประกาศรายชื่อออกมา…

ศฤงคาร ตื่นเต้นคัมแบ็ค ทีมชาติไทย บอกครั้งนี้ไม่เหมือนเดิม

ศฤงคาร พรมสุภะ ยืนยันว่าเขารู้สึกตื่นเต้นและดีใจเสมอเมื่อมีชื่อกับทีมชาติไทย ไม่ว่าชุดไหน และการกลับมาติดทีมชาติไทยชุดใหญ่อีกครั้ง จะแตกต่างจากครั้งก่อนแน่นอน สำหรับ ศฤงคาร เคยติดทีมชาติไทยชุดใหญ่มาแล้ว ในยุคของ อากิระ นิชิโนะ ในเกมอุ่นเครื่องกับนครปฐม เมื่อปี 2020 “ตอนติดทีมชาติไทย ชุดใหญ่ครั้งแรก ที่อุ่นกับ นครปฐม ยูไนเต็ด ก็ดีใจเหมือนกัน แต่ตอนนั้นไม่ได้อุ่นกับต่างชาติ แต่ครั้งนี้มันแตกต่างออกไปที่จะพบกับ เลบานอน และ สปป.ลาว” ศฤงคาร กล่าว…

All Blacks player ratings: Damian McKenzie ‘looks like a Test fly-half’ as ‘powerhouse’ forward stars to outmuscle Ireland

Following a superb 23-13 victory over Ireland in their international clash at the Aviva Stadium on Friday, here are the player ratings for the All Blacks. 15 Will Jordan: Struggled…

Cricket-mad Wallaby Wilson out to grab ‘rugby’s Ashes’

Harry Wilson has already hit Marnus Labuschagne for six — and now the Wallabies’ cricket-mad skipper would love nothing more than to dish out the same to England…

The Netherlands-𝐛𝐨𝐫𝐧 lock who is turning heads with All Blacks XV

Fabian Holland has been riding the crest of a wave since leaving the Netherlands as a teenager to pursue an improbable rugby dream in New Zealand. The towering lock (204cm,…

Leave a Reply

Your email address will not be published.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