Když James Webb Space Telescope začal v roce 2022 systematicky mapovat nejstarší fáze vesmíru, astronomové čekali hlavně potvrzení existujících modelů. Místo toho přišla lavina překvapení. Už v prvních datech se objevily obrovské černé díry v době, kdy měl být vesmír teprve v plenkách. Spolu s nimi i extrémně jasné a kompaktní objekty, které dostaly přezdívky blue monsters a little red dots. Všechny tyto nálezy mají jedno společné. Podle dosavadních teorií by v tak rané době vůbec neměly existovat.

Právě tady vstupuje do hry myšlenka temných hvězd. Nejde o poetický název, ale o vážně míněnou hypotézu. Podle týmu vedeného fyzikem Cosminem Iliem z Colgate University mohly v prvním vesmíru vznikat hvězdy, které nebyly poháněné jadernou fúzí jako dnešní Slunce, ale energií uvolněnou při zániku částic temné hmoty. Temná hmota tvoří většinu hmoty ve vesmíru, ale běžně ji pozorujeme jen skrze její gravitační účinky. Pokud se její částice srážejí a anihilují, mohou uvolňovat obrovské množství energie. A právě to by mohlo napájet tyto hypotetické objekty.

Paradoxně by takzvané temné hvězdy nebyly temné vůbec. Naopak by šlo o jedny z nejjasnějších těles, jaká kdy vesmír vytvořil. Mohly by vznikat ještě dříve, než se stačil zformovat první běžný vodík do klasických hvězd. A když by jejich zdroj energie z temné hmoty vyhasl, následoval by kolaps do černé díry.

Zdroj: Shutterstock

Jedna teorie, tři záhady

Právě tento scénář by mohl vysvětlit, proč JWST nachází tolik supermasivních černých děr už méně než miliardu let po velkém třesku. Standardní model předpokládá, že černé díry rostou postupně splynutím menších objektů. To je ale pomalý proces. Pokud by místo toho vznikaly z kolapsu obrovských temných hvězd, dostaly by vědci takzvaná semínka černých děr, která jsou už od začátku masivní. Z nich by pak mohly rychle vyrůst monstrózní objekty, jaké dnes Webb vidí v mladém vesmíru.

Druhá záhada se týká takzvaných blue monsters. Jde o extrémně jasné a přitom velmi malé objekty, které vypadají jako celé galaxie stlačené do prostoru širokého jen několik set světelných let. Žádný běžný model formování galaxií něco takového nepředpovídal. Podle nové studie ale nemusí jít o galaxie vůbec. Může to být světlo jediné, mimořádně zářivé temné hvězdy, která se z dálky jeví jako hustý shluk hvězd.

A pak tu jsou little red dots, drobné červené body, které jsou méně jasné, ale stejně kompaktní a záhadné. Zvláštní je, že téměř nevyzařují ultrafialové záření a vůbec žádné rentgenové. Pokud by šlo o běžné aktivní galaxie s černou dírou uprostřed, rentgeny by tam byly téměř jistě. Ilieho tým navrhuje, že jde o černé díry vzniklé z temných hvězd, které jsou stále obalené zbytky původného hvězdného materiálu. Ten by mohl tlumit ultrafialové světlo a úplně pohltit rentgenové záření.

Zatím je třeba zdůraznit jednu věc. Temné hvězdy jsou stále hypotézou. Nikdo je zatím přímo nepozoroval a neexistuje ani definitivní důkaz, že temná hmota se chová přesně tak, jak model vyžaduje. Přesto je tato teorie výjimečná tím, že jedním mechanismem dokáže vysvětlit hned tři zdánlivě nesouvisející problémy, které Webbův teleskop otevřel.