一種已絕跡的古老天體，燃燒暗物質，發出比太陽強100億倍的光

宇宙中的超大質量黑洞是怎麼來的？這是一個謎。有一種理論認為，這些黑洞可能與早期宇宙中的一種巨星有關。這種巨星比我們今天所能見到的最大恆星還要大得多。然而根據現代恆星演化理論，這樣的巨星是不可能存在的。因此天文學家提出了一個假說，認為在宇宙的早期，存在一種「暗物質星」，它們不但是宇宙中的第一代恆星，還是超大質量黑洞的「種子」。

普通恆星的能量來自核聚變。組成恆星的物質在引力的作用下聚集在一起，如果沒有核聚變產生能量，以向外壓力的形式，抵禦引力的收縮，恆星就無法長期穩定地存在。現代宇宙中的恆星，都處於這樣一種動態的平衡中。但是在宇宙的早期，情況很不一樣。

早期宇宙的密度比今天大，宇宙中的暗物質也比今天更集中。根據假說，暗物質會參與到首批恆星的形成中來。

「暗物質星」的主要成分和今天的恆星並沒有多大區別，基本上都是氫和氦；但是不同的是，它們含有少量然而又足夠多的暗物質粒子。

這一假說是基於當前最流行的暗物質理論建立起來的。當前的大部分科學家認為，暗物質是由一種「弱相互作用大質量粒子（WIMPs）」組成的。奇特的是，這種粒子同時是它們自身的反物質粒子，它們互相之間能夠發生湮滅，釋放出能量。因此「暗物質星」無需核聚變，就能夠抵禦引力的收縮。

據信，暗物質粒子只佔「暗物質星」總質量的0.1%。雖然比例很小，但這麼一點就足夠了，它們能夠維持「暗物質星」幾百萬甚至幾十億年的存在。

理論上，「暗物質星」可以長得很大。它們不但原理上和現代恆星不同，外觀也大相徑廷。由於「暗物質星」無需核聚變，因此它們的密度不如現代恆星那樣高。它們看起來更像發著強光的鬆散雲團。理論上，它們的直徑可達10個天文單位，質量可達太陽的1000萬倍，亮度可達太陽的100億倍。而且只要內部存在暗物質，它們就能一直發光。

由於這些巨星的發光依賴暗物質的湮滅，因此它們是否存在的關鍵，就在於這樣的暗物質粒子究竟是否存在。由於它們形成於暗物質比例接近四分之一的宇宙極早期，因此只要我們看得足夠遠，只要它們存在，我們就一定能夠發現它們。

「暗物質星」的溫度相對較低，大約在9700攝氏度左右。它們發出的光和太陽發出的光比較像，但是它們要比太陽亮得多。因此較低的溫度和極高的亮度，成了它們與眾不同的特點。根據這些特點，我們應該可以把它們識別出來。

假如未來這樣的巨星能夠被發現，那麼我們對宇宙早期階段的認識將會被改變。「暗物質星」是宇宙間真正的第一代恆星，它們形成的時間，大約是宇宙大爆炸後大約2億年。

「暗物質星」也是宇宙中超大質量黑洞的「種子」。由於質量極高，暗物質湮滅停止後，它們就會塌縮成一個個巨大的黑洞，並在彼此合併的過程中越長越大，最終變成今天宇宙中的那些超級巨獸。

參考：

[Dark stars: a review] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/79/6/066902

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