Неутронните звезди може да се нагряват от унищожаването на тъмната материя

Ваня Милева Последна промяна на 17 април 2024 в 00:00 2590 0

Концепция на художник за неутронната звезда-магнетар в звездния куп Westerlund 1.

Кредит ESO/L. Calçada

Концепция на художник за неутронната звезда-магнетар в звездния куп Westerlund 1.

Една от големите загадки за частиците тъмна материя е дали те взаимодействат помежду си. Все още не знаем точното естество на тъмната материя. Според някои модели тъмната материя взаимодейства само гравитационно, но много други предполагат, че частиците тъмна материя могат да се сблъскват една с друга, да се струпват заедно и дори да се разпадат на частици, които можем да видим.

Ако случаят е такъв, тогава обекти с особено силни гравитационни полета като черни дупки, неутронни звезди и бели джуджета могат да уловят и концентрират тъмната материя. Това от своя страна може да повлияе на това как изглеждат тези обекти. Като пример, наскоро публикувано проучване разглежда взаимодействието между тъмната материя и неутронните звезди.

Неутронните звезди са направени от най-плътната материя в космоса. Техните мощни гравитационни полета могат да уловят тъмна материя и за разлика от черните дупки, няма да бъде уловено завинаги зад хоризонта на събитията излъчването от тъмната материя.

Така че неутронните звезди са идеален кандидат за изучаване на модели на тъмна материя. За това проучване екипът разгледа колко тъмна материя може да улови една неутронна звезда и как разпадането на взаимодействащи частици тъмна материя ще повлияе на нейната температура.

Подробностите зависят от това кой конкретен модел на тъмна материя се използва. Вместо да се занимава с вариантни модели, екипът разглежда широк спектър от свойства. По-конкретно, те се фокусират върху това как тъмната материя и барионите (протони и неутрони) могат да си взаимодействат и дали това ще доведе до улавяне на тъмна материя. Разбира се, за диапазона от възможни взаимодействия между барионна и тъмна материя, неутронните звезди могат да уловят тъмна материя.

След това екипът продължава да разглежда как може да възникне термализация на тъмната материя. С други думи, когато тъмната материя бъде уловена, тя трябва да освободи топлинна енергия в неутронната звезда чрез сблъсъци и анихилация на тъмната материя.

С течение на времето тъмната материя и неутронната звезда трябва да достигнат топлинно равновесие. Скоростта, с която това се случва, зависи от това колко силно си взаимодействат частиците, така нареченото напречно сечение на разсейване.

Екипът установи, че топлинното равновесие се достига доста бързо. За прости скаларни модели на тъмна материя равновесието може да бъде постигнато в рамките на 10 000 години. За векторни модели на тъмна материя равновесието може да се случи само за година. Независимо от модела, неутронните звезди могат да достигнат топлинно равновесие за един миг от космическото време.

Ако този модел е правилен, тогава тъмната материя може да играе измерима роля в еволюцията на неутронните звезди. Можем например да идентифицираме наличието на тъмна материя, наблюдавайки неутронни звезди, които са по-топли от очакваното. Или може би дори да разграничи различни модели на тъмна материя от общия спектър на неутронните звезди.

Справка: Bell, Nicole F., et al. “Thermalization and annihilation of dark matter in neutron stars.” Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2024.04 (2024): 006.

Източник: Neutron Stars Could be Heating Up From Dark Matter Annihilation, Brian Koberlein

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !