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

Travis Kelce and Patrick Mahomes’ futures are decided upon by Andy Reid during the Kansas City Chiefs’ NFL bye week

Mahomes spent Wednesday night in Kansas City for a major sports event. The Week 6 bye plans of Travis Kelce and Patrick Mahomes seem to support Kansas City…

La gran experiencia que Rafa Nadal nos ha brindado

El tenista ha anunciado su retirada definitiva de las pistas n esta vida todo tiene un principio y un final”, ha dicho Rafa Nadal en su discurso de…

โรมาโน่ เผย แมนยู สนใจหอก วิลลา ก่อนเลือกเซ็น ฮอยลุนด์

แมนเชสเตอร์ ยูไนเต็ด เคยสนใจ โอลลี่ วัตกินส์ กองหน้าของ แอสตัน วิลลา สุดท้าย “ปีศาจแดง” เลือกคว้าตัว ราสมุส ฮอยลุนด์ จาก อตาลันต้า มาร่วมทีมแทน แข้งชาวเดนมาร์กรายนี้ถูกมองว่าจะเป็นตัวหลักกับทีมในระยะยาว ฟาบริซิโอ โรมาโน่ นักข่าวฟุตบอลคนดังชาวอิตาเลียนรายงานว่า แมนเชสเตอร์ ยูไนเต็ด สโมสรยักษ์ใหญ่แห่งศึก พรีเมียร์ลีก อังกฤษ เคยให้ความสนใจ โอลลี่ วัตกินส์ ดาวยิง แอสตัน วิลลา ก่อนจะเลือกคว้าตัว ราสมุส ฮอยลุนด์ หัวหอกชาวเดนมาร์ก มาจาก อตาลันต้า ในที่สุด โรมาโน่ กล่าวว่า…

“อิชิอิ” กุนซือทีมชาติไทย ฝากวาทะเด็ดถึง “ฟิลิปปินส์” ก่อนดวลเดือดคิงส์ คัพ 𝟐0𝟐4

กุนซือทีมชาติไทย เปิดใจก่อนลุยคิงส์ คัพ ครั้งที่ 50 ที่จังหวัดสงขลา วันที่ 10 ตุลาคม 2567 ณ ห้องแถลงข่าวชั้น 3 ภายในสนามกีฬาติณสูลานนท์ มาซาทาดะ อิชิอิ กุนซือทีมชาติไทย พร้อมด้วย เอเลียส ดอเลาะ ปราการหลังตัวเก่ง เข้าร่วมงานแถลงข่าวก่อนเกม ทีมชาติไทย ดวล ฟิลิปปินส์ ในศึกฟุตบอลชิงถ้วยพระราชทานคิงส์ คัพ ครั้งที่…

“สเตราส์” ลั่น “ฟิลิปปินส์” ซ้อมน้อย แต่พร้อมทุ่มเต็มที่ หวังชนะ “ทีมชาติไทย” ในคิงส์คัพ

พาทริค สเตราส์ กองหลังทีมชาติฟิลิปปินส์ ลั่น ซ้อมน้อย แต่พร้อมทุ่มเต็มที่ หวังชนะ “ทีมชาติไทย” ในคิงส์คัพ 2024 วันที่ 10 ตุลาคม 2567 เวลา 14.05 น. ณ ห้องแถลงข่าว สนามกีฬาติณสูลานนท์ ก่อนการแข่งขันฟุตบอลชิงถ้วยพระราชทาน คิงส์ คัพ ครั้งที่ 50 รอบรองชนะเลิศ คู่ที่สอง ระหว่าง…

Rafael Nadal anunció su retiro de la competición de tenis profesional

Una de las máximas leyendas del deporte. Con mucha tristeza en sus palabras y con ojos siempre al punto de las lágrimas, Rafael Nadal comunicó, a través de un video en…

Leave a Reply

Your email address will not be published.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