Pimeä tähti (pimeä aine)

Pimeä tähti on teoreettinen tähtityyppi, joka on muodostunut lähes pelkästään WIMP-partikkeleista koostuvasta pimeästä aineesta maailmankaikkeuden alkuvaiheissa.

Ominaisuudet

Pimeä tähti tuottaa energiansa annihiloimalla pimeää ainetta ja voi fuusioreaktion uupumisen takia kasvaa jopa 100 000 auringon massaiseksi. Halkaisijaltaan tähdet voivat olla jopa 2 000 astronomista yksikköä AU:ta. Tähti ei säteile näkyvän valon alueella vaan infrapuna-alueella. Lisäksi tähdestä lähtee voimakasta gammasäteilyä. Johtuen alati kasvavasta pinta-alasta tähden pintalämpötila on hyvin alhainen. Pimeän tähden eliniäksi on arvioitu 10 miljoonasta vuodesta aina miljardeihin vuosiin. On myös arveltu, että pimeän tähden palaessa loppuun tähti muuttuisi tavalliseksi, vetyä polttavaksi tähdeksi ja tämän jälkeen (riippuen massasta) räjähtäisi supernovana tai luhistuisi mustaksi aukoksi.

Löytäminen

Sen lisäksi että maailmankaikkeuden alkuvaiheessa pimeän aineen tiheys on voinut olla riittävän suuri pimeän tähden syntymiseen voidaan pimeää ainetta polttavia tähtiä löytää myös galaksien ytimissä toimivien supermassiivisten mustien aukkojen läheltä. Esimerkiksi Linnunradan supermassiivista mustaa aukkoa kiertää joukko massiivisia, hyvin kuumia ja nuorelta näyttäviä tähtiä. Kuitenkin tähtien muodostuminen lähellä supermassiivista mustaa aukkoa on epätodennäköistä suuren vuorovesivoiman vuoksi, joten yhtenä selityksenä on, että tähdet ovat muodostuneet muualla mutta ajautuneet vuosimiljardien aikana kiertämään aukkoa. Aukon läheisyydessä oleva pimeän aineen keskittymä ruokkii lähelle ajautuneita tähtiä saaden tähdet näyttämään nuorilta tähdiltä. Linnunradan pimeän aineen määrä tunnetaan melko tarkasti, ja tämän pohjalta on voitu laskea, että mikäli pimeä aine koostuu WIMP-partikkeleista voisi oma aurinkomme saada noin kymmenesmiljardisosan energiastaan pimeän aineen annihiloitumisesta.

Toinen vaihtoehtoinen paikka pimeää ainetta polttavien tähtien löytymiseen on pallomainen tähtijoukko. Pimeän aineen avulla pallomaisten tähtijoukkojen valkoisten kääpiöiden jäähtyminen voisi pysähtyä 1 000–2 000 kelviniin. Tätä vaihtoehtoa tutkitaan muun muassa avaruusteleskooppi Hubblen avulla.

Lähteet

• Anne Liljeström: Pimeä aine palaa tähdissä. Tähdet ja Avaruus, 2010, nro 8, s. 38–42. Ursa. (suomeksi)